Показатели надёжности электрических сетей 110 кВ с учётом сезонности причин отключений и косвенный показатель уровня автоматизации
Автор: А.В. Виноградова
Журнал: Агротехника и энергообеспечение @agrotech-orel
Рубрика: Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса
Статья в выпуске: 3 (48), 2025 года.
Бесплатный доступ
Количественные показатели надёжности электроснабжения необходимы для расчётов эксплуатационных показателей, которые способствуют выявлению узких мест систем электроснабжения, а также для разработки и обоснования мероприятий по усовершенствованию электрических сетей. Рассмотрен ряд показателей надёжности электрических сетей 110 кВ (количество отключений, время восстановления, суммарное время восстановления электроснабжения, суммарная отключенная мощность) с разбивкой по причинам отключений. Проанализирована сезонность отказов в электрических сетях по месяцам года. Предложен показатель, косвенно характеризующий уровень автоматизации и резервирования в электрических сетях. Он представляет собой отношение суммарного времени восстановления оборудования сети при отказах к времени восстановления потребителей при отключениях, вызванных теми же отказами. Для сетей 110 кВ данный показатель составил 17отн.ед, для сетей 35 кВ – 4,2 отн. ед., для сетей 10 кВ – 1,58 отн. ед., для сетей 0,4 кВ – 1,04 отн. ед., что отражает разную оснащённость данных сетей средствами автоматики и резервирования.
Аварийные отключения, надежность, электроснабжение, воздушные линии, электрические сети, показатели надёжности электроснабжения, время восстановления, отключенная мощность
Короткий адрес: https://sciup.org/147252264
IDR: 147252264 | УДК: 621.3.019.3:621.315.1.027.7:621.3.064.2”321/324”:681.5
Текст научной статьи Показатели надёжности электрических сетей 110 кВ с учётом сезонности причин отключений и косвенный показатель уровня автоматизации
Введение. В электросетевом комплексе регулярно модернизируют электрические сети, внедряют новые технологии производства и подходы к управлению конфигурацией сетей. Однако своевременное обновление сетей происходит не повсеместно. В первую очередь обновляются, реконструируются сети с частыми отказами в них, требующие увеличения пропускной способности. Для контроля состояния сетей контролируют отключения, ведя журнал аварийных отключений, в котором указывают факты отключения и описания каждого из них. В это описание входит информация о времени начала и окончания отключения, время перерыва в электроснабжении, причина отключения и ряд других сведений. Это позволяет проводить дальнейший анализ данных по отключениям с получением значений суммарного количества отключений за анализируемый период, значений отключенной мощности и т.д. Система базовых показателей надёжности, получаемых из анализа журналов отключений приведена в [9].
Причины отключений в электрических сетях разнообразны. Часто они зависят от состояния сетей, уровня их эксплуатации. Анализу причин посвящены работы многих авторов. Например, в работе [5] рассмотрены подходы к расчёту индекса технического состояния воздушных линий электропередачи с учётом причин утренних отключений ВЛ 110 кВ. В работах [1,8] исследуют причины аварийных отключений, последствия и рекомендации по устранению повреждений электрических сетей 110 кВ. Многие причины связаны с климатическими факторами и несвоевременной эксплуатацией [4, 6]. Например, в статье [7] проанализировано 475 аварийных отключений за период с 2017 по 2019 годам в Республике Татарстан. Выявлено, что наибольшее влияние на число отключений оказали недостатки конструкции, невыявленные причины, внешние воздействия.
Одним из показателей, характеризующих отключения, является время восстановления электроснабжения, в которое входят: время получения информации об отказе, время на его распознавание, время на ремонт повреждений и время на согласование и выполнение включений [2]. В разных сетях оно может достигать порядка 5 часов и более [3].
Важным является и анализ сезонности причин отключений, их последствий в разное время года. Эти последствия зависят, в том числе, от уровня автоматизации и резервирования в электрических сетях. Следует находить показатели, способные характеризовать этот уровень.
Цель исследования – на основе анализа статистических данных определить показатели надёжности электрических сетей 110 кВ по причинам отключений, исследовать сезонность причин и предложить показатель, косвенно характеризующий уровень автоматизации и резервирования в электрических сетях.
Материалы и методы исследования. Исследования выполнялись с использованием статистического материала по журналам отключений за 6 лет. Общая протяжённость исследуемых сетей составила 1736 км. Были рассмотрены такие показатели надёжности электроснабжения, как количество отключений, время восстановления, суммарное время восстановления электроснабжения, суммарная отключенная мощность.
Метод исследования включал в себя анализ журналов отключений по исследуемым сетям с целью сбора статистических данных и их структурирования. Использованы дескриптивные и диагностические методы анализа.
Результаты и обсуждение. При анализе аварийных отключений электрических сетей 110 кВ были определены показатели надёжности электроснабжения с учётом сезонности причин отключений такие как количество аварийных отключений, ед.; суммарное время восстановления электроснабжения, ч; время восстановления после аварийных отключений, ч; суммарная отключенная мощность, МВт. Полученные данные сведены в таблицы 1 – 4.
Таблица 1. Распределение количества аварийных отключений ВЛ 110 кВ по месяцам года и причинам
|
Месяц |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
Отключение высоковольтного выключателя (ВВ) токовой защитой нулевой последовательности (ТЗНП) |
1 |
6 |
3 |
0 |
12 |
11 |
21 |
22 |
4 |
5 |
3 |
2 |
|
Повреждение изолятора |
0 |
0 |
0 |
2 |
4 |
7 |
6 |
17 |
5 |
2 |
0 |
1 |
|
Отключение ВВ дифференциальной защитой (ДФЗ) |
2 |
0 |
0 |
4 |
7 |
7 |
5 |
4 |
9 |
1 |
1 |
2 |
|
Обрыв провода |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
1 |
0 |
2 |
0 |
0 |
|
Птицы |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
4 |
2 |
2 |
2 |
1 |
0 |
0 |
|
Отключение ВВ токовой отсечкой (ТО) |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
5 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
Отключение ВВ продольной дифференциальной направленной защитой (ПДНЗ) |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Атмосферные перенапряжения |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Отключение ВВ максимальной токовой защитой (МТЗ) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
Деятельность сторонних лиц |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
1 |
|
Отключение ВВ дуговой защитой (ДЗ) |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Падение деревьев, веток |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Прочие причины |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
0 |
7 |
7 |
|
Всего |
5 |
9 |
8 |
11 |
34 |
47 |
44 |
53 |
23 |
12 |
8 |
8 |
В таблице 1 перечень причин отключений расположен в порядке убывания количества аварийных отключений за год. Рост количества отключений по всем причинам наблюдается с мая по сентябрь. На август приходится максимальное значение. Первопричины отключений связаны большей части с природно-климатическими факторами, такими как грозы, сильные ветра, перелёт птиц. Их воздействие приводит к срабатыванию защит на ВЛ.
В таблице 2 приведены данные по суммарному времени восстановления ВЛ 110 кВ. Под этим показателем понимается сумма времени обнаружения и устранения отключений ВЛ для рассматриваемого количества отключений за заданный период времени. При этом отключения ВЛ не всегда приводят к отключениям потребителей.
Таблица 2. Суммарное время восстановления ВЛ 110 кВ
|
Суммарное время восстановления, ч |
||||||||||||||
|
Причина и рассматриваемый год |
Месяц |
|||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Всего |
||
|
Деятельность сторонних лиц |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,07 |
0 |
0,07 |
4,9 |
12,04 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,07 |
0 |
0,07 |
4,9 |
12,04 |
|
|
Не выявлено |
2019 |
0 |
11,13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11,13 |
|
2018-2023 |
0 |
11,13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11,13 |
|
|
Обрыв провода |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
16,13 |
9,6 |
0 |
8,38 |
0 |
0 |
0 |
0 |
34,12 |
|
2019 |
9,02 |
14,9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12,12 |
0 |
0 |
36,03 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,92 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,92 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
28,18 |
21,53 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
49,71 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
16,98 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
16,98 |
|
|
2018-2023 |
9,02 |
14,9 |
0 |
45,17 |
37,67 |
17,52 |
0 |
8,38 |
0 |
12,1 |
0 |
0 |
144,77 |
|
|
Отгорание провода |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
|
|
Отключение ВВ ДФЗ |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,27 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,27 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,92 |
0 |
0 |
31,25 |
0 |
0 |
32,17 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,58 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 5 |
1,73 |
|
|
2022 |
9,57 |
0 |
0 |
24,42 |
32,92 |
0 |
0 |
0 |
53,3 |
0 |
0 |
0 |
120,2 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12,32 |
0 |
2,17 |
0 |
0 |
0 |
14,48 |
|
|
2018-2023 |
9,57 |
0 |
0 |
24,42 |
32,92 |
2,95 |
13,23 |
0 |
55,47 |
31,25 |
0 |
0,1 5 |
169,95 |
|
|
Отключение ВВ ДЗ |
2018 |
0 |
0 |
10, 95 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10,95 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
10, 95 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10,95 |
|
|
Отключение ВВ ТЗНП |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,23 |
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,22 |
|
|
2021 |
0 |
0,23 |
0 |
0 |
20,72 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
20,95 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
31,9 |
0 |
0 |
0 |
13,63 |
0,67 |
0 |
0 |
46,2 |
|
|
2023 |
0,55 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,07 |
10,93 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0 |
11,65 |
|
|
2018-2023 |
0,55 |
0,23 |
0 |
0 |
53,85 |
1,28 |
10,93 |
0 |
13,63 |
0,67 |
0,1 |
0 |
81,25 |
|
|
Отключение ВВ ТО |
2021 |
0 |
14,62 |
0 |
0 |
0 |
1,52 |
2,02 |
0 |
0,95 |
0 |
5,35 |
0 |
24,45 |
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,87 |
22,07 |
0,07 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
26 |
|
|
2018-2023 |
0 |
14,62 |
0 |
0 |
3,87 |
23,58 |
2,08 |
0 |
0,95 |
0 |
5,35 |
0 |
50,45 |
|
|
Падение деревьев, веток |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,4 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
0 |
0 |
5,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,7 |
|
|
Повреждение привода ВВ |
2022 |
7,95 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,95 |
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2018-2023 |
7,95 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,95 |
|
|
Пожар |
2019 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
|
|
Пробой или повреждение изолятора |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
18, 55 |
18,55 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
74,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
74,5 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10,85 |
0 |
11,48 |
0,88 |
0 |
0 |
0 |
0 |
23,21 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10,85 |
0 |
11,48 |
75,38 |
0 |
0 |
0 |
18, 55 |
116,27 |
|
|
Ошибка персонала |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17,98 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17,98 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17,98 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17,98 |
|
|
Всего |
2018 |
0 |
0 |
10, 95 |
0 |
35,65 |
10,87 |
0,18 |
8,38 |
7,07 |
0 |
0,07 |
23, 45 |
96,62 |
|
2019 |
9,016 7 |
26,03 33 |
0 |
0,083 3 |
0 |
0,1 |
0 |
79,9 |
0 |
12,11 67 |
0 |
0 |
127,25 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10,85 |
9,13 |
12,4 |
0,88 |
0 |
31,25 |
0 |
0 |
64,52 |
|
|
2021 |
0 |
14,85 |
0 |
28,18 |
42,25 |
3,1 |
2,02 |
0 |
0,95 |
0 |
5,35 |
0,1 5 |
96,85 |
|
|
2022 |
17,52 |
0 |
0 |
41,4 |
68,68 |
22,07 |
0,07 |
0 |
66,93 |
0,67 |
0 |
0 |
217,33 |
|
|
2023 |
0,55 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,07 |
23,25 |
0 |
2,17 |
0 |
0,1 |
0 |
26,13 |
|
|
2018-2023 |
27,08 |
40,88 |
10, 95 |
69,67 |
157,4 3 |
45,33 |
37,92 |
89,17 |
77,12 |
44,03 |
5,52 |
23, 6 |
628,7 |
В таблице 2 приведены данные только по тем годам, когда встречалась та, или иная причина отключений. Например, такие причины, как отключение ВВ ДЗ, пожар и ошибка персонала встречались только в одном году из наблюдаемых шести, а причины отключение ВВ ТО, пробой или повреждение изолятора – по два года из шести. При этом последние две причины привели к одним из наибольших значений суммарного времени восстановления.
По отношению к таблице 1 расширен перечень причин, так как в таблице 1 ряд из них были вынесены в прочие. Если оценивать показатель в сумме по всем причинам, то максимальные значения его приходятся на апрель-май и август-сентябрь с пиком в мае. Наиболее значимыми причинами являются отключение ВВ ДФЗ – 169,95 ч; обрыв провода –
144,77 ч; пробой и повреждение изолятора - 116,27 ч; отключение ВВ ТЗНП – 81,25 ч; отключение ВВ ТО – 50,45 ч. По остальным причинам значение показателя суммарно менее 11 % от общего. Причины отключение ВВ ТО, обрыв провода, отключение ВВ ДФЗ имеют наименее выраженную по сравнению с другими сезонность. Хотя большие значения времени восстановления при отключениях по данным причинам имеют разные значения по месяцам. Есть и месяцы, когда отключений по указанным причинам не наблюдалось все шесть лет. Причина пробой или повреждение изолятора наиболее характерна для весенне-летнего периода, хотя в 2018 году она наблюдалась в декабре.
В таблице 3 показаны значения показателя суммарного времени восстановления электроснабжения, под которым понимается сумма времени обнаружения и устранения аварийного отключения в ВЛ 110 кВ (приведшего к отключениям потребителей) с момента отключения до момента восстановления электроснабжения потребителей для рассматриваемого количества аварийных отключений за заданный период времени (определяется по сумме длительностей перерывов в электроснабжении при аварийных отключениях в журнале отключений).
Таблица 3. Суммарное время восстановления электроснабжения
|
Суммарное время восстановления электроснабжения, ч |
||||||||||||||
|
Месяц |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Всего |
||
|
Деятельность сторонних лиц |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0,07 |
0,88 |
1,4 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0,07 |
0,88 |
1,4 |
|
|
Не выявлено |
2019 |
0 |
1,47 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,47 |
|
2018-2023 |
0 |
1,47 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,47 |
|
|
Обрыв провода |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,52 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,52 |
|
2019 |
0,8 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,15 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,75 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,75 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
0,05 |
0,22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,27 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
1,65 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,65 |
|
|
2018-2023 |
0,8 |
0,35 |
0 |
1,7 |
0,22 |
0,75 |
0 |
0,52 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,33 |
|
|
Отключение ВВ ДФЗ |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,67 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,67 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,58 |
0 |
0 |
0,3 2 |
0 |
0 |
0,9 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,23 |
|
|
2022 |
0,97 |
0 |
0 |
1,25 |
4,4 |
0 |
0 |
0 |
1,28 |
0 |
0 |
0 |
7,9 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0,35 |
|
|
2018-2023 |
0,97 |
0 |
0 |
1,25 |
4,4 |
1 |
0,58 |
0 |
1,63 |
0,3 2 |
0 |
0 |
10,15 |
|
|
Отключение ВВ ДЗ |
2018 |
0 |
0 |
0,5 8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,58 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0,5 8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,58 |
|
|
Отключение ВВ ТЗНП |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,38 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,38 |
|
2021 |
0 |
0,23 |
0 |
0 |
0,9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,13 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,4 |
0 |
0 |
0 |
1,48 |
0,6 7 |
0 |
0 |
6,55 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,07 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,07 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0,23 |
0 |
0 |
5,68 |
0,07 |
0 |
0 |
1,48 |
0,6 7 |
0 |
0 |
8,13 |
|
|
Отключение ВВ ТО |
2021 |
0 |
0,78 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,78 |
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1,02 |
0,07 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,08 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0,78 |
0 |
0 |
3 |
1,02 |
0,07 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,87 |
|
|
Падение деревьев, веток |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,08 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
0 |
0 |
2,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,38 |
|
|
Повреждение привода ВВ |
2022 |
0,13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,13 |
|
2018-2023 |
0,13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,13 |
|
|
Пожар |
2019 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
|
|
Пробой или повреждение изолятора |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,42 |
0,42 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1833 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,37 |
0 |
0,77 |
0,42 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,5501 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,37 |
0 |
0,77 |
0,6 |
0 |
0 |
0 |
0,42 |
3,15 |
|
|
Ошибка персонала |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,32 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,32 |
|
|
Всего |
2018 |
0 |
0 |
0,5 8 |
0 |
1 |
0,67 |
0 |
0,52 |
0,45 |
0 |
0,07 |
1,3 |
4,58 |
|
2019 |
0,8 |
1,82 |
0 |
0,08 |
0 |
0,1 |
0 |
2,27 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,07 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,37 |
0,75 |
1,35 |
0,42 |
0 |
0,3 2 |
0 |
0 |
4,2 |
|
|
2021 |
0 |
1,02 |
0 |
0,05 |
1,12 |
0,23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,42 |
|
|
2022 |
1,1 |
0 |
0 |
2,9 |
11,8 |
1,02 |
0,07 |
0 |
2,77 |
0,6 7 |
0 |
0 |
20,32 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,07 |
0 |
0 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0,42 |
|
|
2018-2023 |
1,9 |
2,84 |
0,5 8 |
3,03 |
15,2 8 |
2,83 |
1,42 |
3,2 |
3,57 |
0,9 8 |
0,07 |
1,3 |
37 |
Отличие значений показателя от приведённого выше времени восстановления в том, что он учитывает время восстановления именно электроснабжения, а не полное время восстановления ВЛ. Время восстановления электроснабжения как правило меньше времени восстановления ВЛ, так как при отказах включаются устройства резервирования, осуществляющие электроснабжение от других ВЛ. Так, суммарное значение времени восстановления электроснабжения составило 37 ч за период 2018 – 2023 гг., а суммарное значение времени восстановления ВЛ 110 кВ – 628,7 ч за тот же период, то есть оно больше в 17 раз. Такое соотношение характеризует высокую оснащённость сетей 110 кВ средствами автоматизации и резервирования. Данное соотношение можно считать показателем уровня автоматизации и резервирования сетей, Уавир, отн. ед., и определять для разных классов сетей следующим образом:
у авир
‘ Об
Е ^ав об i=l ‘ ei
пав , ‘ в ^ 1=1 ‘ в1
где Т Об -суммарное время восстановления, ч;
‘ вб — время обнаружения и устранения i-го отказа элемента электрической сети (соответствует длительности событий при аварийных отключениях в журнале отключений), ч;
п ав — количество аварийных отключений, ед. за заданный период времени.
Тв - суммарное время восстановления электроснабжения, ч;
TBi — время обнаружения и устранения i-го отказа в электрической сети с момента отключения до момента восстановления электроснабжения потребителей (соответствует длительности перерыва в электроснабжении при i-м аварийном отключении в журнале отключений), ч.
Таким образом, для сетей 110 кВ данный показатель составил 17отн.ед. По итогам статистических исследований в сетях других классов напряжения (например, по данным из [10, 11]) выявлено, что для сетей 35 кВ – 4,2 отн. ед., для сетей 10 кВ – 1,58 отн. ед., для сетей 0,4 кВ – 1,04 отн. ед., что отражает разную оснащённость данных сетей средствами автоматики и резервирования.
Наиболее значимыми причинами по показателю суммарного времени восстановления электроснабжения являются отключение ВВ ДФЗ – 10,15 ч; отключение ВВ ТЗНП – 8,13 ч; отключение ВВ ТО – 4,87 ч; обрыв провода – 4,33 ч; пробой и повреждение изолятора - 3,15 ч; по остальным причинам суммарно значение показателя не превышает 17 % от суммарного его значения.
В таблице 4 приведены значения суммарной отключенной мощности при аварийных отключениях ВЛ 110 кВ, под которой понимается сумма отключенных мощностей при аварийных отключениях за заданный период времени, Р ав , МВт:
Р ав =£> 1 Р ав/ , (2)
где Р ав - отключенная мощность при i-м аварийном отключении за заданный период времени, МВт.
Таблица 4. Суммарная отключенная мощность при аварийных отключениях ВЛ 110 кВ
|
Суммарная отключенная мощность при аварийных отключениях, МВт |
||||||||||||||
|
Месяц |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Всего |
||
|
Деятельность сторонних лиц |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,98 |
0 |
3,3 |
4,9 |
9,18 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,98 |
0 |
3,3 |
4,9 |
9,18 |
|
|
Не выявлено |
2019 |
0 |
0,22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,22 |
|
2018-2023 |
0 |
0,22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,22 |
|
|
Обрыв провода |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,32 |
|
2019 |
4,15 |
0,54 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,69 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,83 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,83 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
3,5 |
3,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6,8 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
2,68 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,68 |
|
|
2018-2023 |
4,15 |
0,54 |
0 |
6,18 |
3,3 |
1,83 |
0 |
1,32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17,32 |
|
|
Отключение ВВ ДФЗ |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,56 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,56 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0, 33 |
0 |
0 |
6, 9 |
0 |
0 |
7,23 |
|
|
2021 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,4 |
|
|
2022 |
36,9 |
0 |
0 |
2,3 |
0,06 |
0 |
0 |
0 |
5,08 |
0 |
0 |
0 |
44,33 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,79 |
0 |
0 |
0 |
3,79 |
|
|
2018-2023 |
36,9 |
0 |
0 |
2,3 |
0,06 |
9,96 |
0, 33 |
0 |
8,87 |
6, 9 |
0 |
0 |
65,32 |
|
|
Отключение ВВ ДЗ |
2018 |
0 |
0 |
2,7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,7 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
2,7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,7 |
|
|
Отключение ВВ ТЗНП |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,12 |
|
2021 |
0 |
1,2 |
0 |
0 |
1,49 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,69 |
|
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,56 |
0 |
0 |
0 |
0,4 |
1, 47 |
0 |
0 |
2,43 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,7 |
|
|
2018-2023 |
0 |
1,2 |
0 |
0 |
4,17 |
0,7 |
0 |
0 |
0,4 |
1, 47 |
0 |
0 |
7,94 |
|
|
Отключение ВВ ТО |
2021 |
0 |
3,98 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,98 |
|
2022 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,97 |
3,5 |
0, 69 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,16 |
|
|
2018-2023 |
0 |
3,98 |
0 |
0 |
0,97 |
3,5 |
0, 69 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
9,14 |
|
|
Падение деревьев, веток |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,04 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,04 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,4 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,04 |
0 |
0 |
2,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,44 |
|
|
Повреждение привода ВВ |
2022 |
3,7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,7 |
|
2018-2023 |
3,7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,7 |
|
|
Пожар |
2019 |
0 |
0 |
0 |
3,06 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,06 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
3,06 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,06 |
|
|
Пробой или повреждение изолятора |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,7 3 |
0,73 |
|
2019 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,6 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,1 |
0 |
0, 28 |
0,98 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,36 |
|
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,1 |
0 |
0, 28 |
6,58 |
0 |
0 |
0 |
0,7 3 |
9,69 |
|
|
Ошибка персонала |
2018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
|
2018-2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,18 |
|
|
Всего |
2018 |
0 |
0 |
2,7 |
0 |
4,34 |
0,56 |
0 |
1,32 |
0,98 |
0 |
3,3 |
5,6 3 |
18,83 |
|
2019 |
4,15 |
0,76 |
0 |
3,06 |
0 |
7 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
22,97 |
|
|
2020 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,1 |
1,83 |
0, 61 |
0,98 |
0 |
6, 9 |
0 |
0 |
12,42 |
|
|
2021 |
0 |
5,18 |
0 |
3,5 |
4,79 |
2,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
15,87 |
|
|
2022 |
40,6 |
0 |
0 |
4,98 |
1,58 |
3,5 |
0, 69 |
0 |
5,48 |
1, 47 |
0 |
0 |
58,3 |
|
|
2023 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,7 |
0 |
0 |
3,79 |
0 |
0 |
0 |
4,49 |
|
|
2018-2023 |
44,75 |
5,94 |
2,7 |
11,5 4 |
12,8 1 |
15,9 9 |
1, 31 |
10,3 1 |
10,2 5 |
8, 37 |
3,3 |
5,6 3 |
132,8 9 |
Максимальное значение суммарной отключенной мощности приходится на январь. Это нельзя назвать закономерностью, так как связано с ураганом в 2022 году, когда произошло большое количество отключений. Более закономерным представляется достаточно равномерное распределение суммарных значений показателя в течение года и минимумами в марте, июле и ноябре. Наибольшие значения приходятся на апрель – июнь.
Наиболее значимыми причинами по показателю являются отключение ВВ ДФЗ – 65,32 МВт; обрыв провода – 17,32 МВт; пробой и повреждение изолятора - 9,69 МВт; деятельность сторонних лиц – 9,18 МВт; отключение ВВ ТО – 9,14 МВт; отключение ВВ ТЗНП – 7,94 МВт. Значение суммарной отключенной мощности по остальным причинам составляет менее 11 % от общего значения.
Выводы. В целом по итогам исследования, на примере сетей 110 кВ можно отметить, что к аварийным отключениям ВЛ 110 кВ приводят 13 видов причин. Только 6 из них являются наиболее значимыми по количеству отключений, суммарному времени восстановления, суммарному времени восстановления электроснабжения и суммарной отключенной мощности. Это следующие причины: отключение ВВ ДФЗ, обрыв провода, пробой и повреждение изолятора, деятельность сторонних лиц, отключение ВВ ТО, отключение ВВ
ТЗНП. При этом наблюдается сезонное количественное изменение рассматриваемых параметров надёжности. В период с мая по сентябрь наблюдаются наибольшие значения всех показателей.
Изучение разных показателей с учётом сезонности позволяет определить наиболее значимые причины отключений для разных месяцев года. Так, например, обрывы проводов наблюдались по количеству отключений во все месяцы за исключением сентября, ноября и декабря. Обрывы проводов потребовали восстановления ВЛ с общим временем 16,98 ч, при этом время восстановления электроснабжения в сумме составило 4,33 ч. Следует отметить и недостатки в ведении журналов отключений. Так, при анализе количества случаев обрыва проводов, как показано выше, они не наблюдались только 3 месяца. При этом в показателе времени восстановления отсутствует его значения в марте, июле и с сентября по декабрь. В исходной анализируемой информации отсутствуют сведения по поводу того, почему обрывы провода не потребовали восстановления ВЛ. Поэтому следует в дальнейшем совершенствовать формы журналов отключений и контроль за их ведением.
Предложен косвенный показатель уровня автоматизации и резервирования в электрических сетях, который для сетей 110 кВ составил 17отн.ед., для сетей 35 кВ – 4,2 отн. ед., для сетей 10 кВ – 1,58 отн. ед., для сетей 0,4 кВ – 1,04 отн. ед., что отражает разную оснащённость данных сетей средствами автоматики и резервирования.
