4.3. Надёжность схем распределительных устройств
Распределительные устройства (РУ) являются весьма ответственным звеном электрических сетей, в значительной мере определяют надежность электроснабжения. Большое количество элементов РУ усложняет расчет надежности.
Исходными
данными служат схема РУ (рис. 12),
выключателей, отделителей и другого
коммутационного оборудования, сборных
шин, а также время, необходимое для
выявления отказавшего выключателя
и время отключения (включения) разъединителя
.
В результате расчета определяют
математическое ожидание числа отключений
линий, генераторов, трансформаторов,
коммутируемых в РУ, и средние длительности
их аварийного простоя.
В РУ учитывают внезапные отказы выключателей. Доля внезапных отказов выключателей – 60 %. Учитывают отказы коммутирующего оборудования РУ в нормальном и ремонтных режимах.
Рис. 12 Схема распределительного устройства
В
каждом ремонтном режиме, характеризуемом
коэффициентом ремонтного режима
,
рассматривается ремонт одного
-го
выключателя (отделителя).
В нормальном режиме все выключатели – включены. Коэффициент нормального режима равен
,
где - количество выключателей (отделителей) в РУ.
Оценивают
последствия отказа
-го
выключателя (
=1,
2, …,
)
в
-м
режиме (
=0,
1, 2,…,
),
т.е. определяют отключившиеся присоединения
(например, Л1, Л2, Л3, Т), частоту
и длительность отключения каждого
присоединения
.
.
Если последствия отказа выключателя (отделителя) РУ могут быть ликвидированы (с точки зрения восстановления питания присоединений) путем
оперативных переключений (отказавший выключатель отделяют двумя разъединителями, линию – одним.), то длительность отключения присоединений, отключаемых в данной ситуации, определяется временем оперативных переключений
,
где - число разъединителей, переключаемых для отделения повреждённого выключателя (отделителя) и ввода в работу отключившегося присоединения.
В
противном случае длительность отключения
определяется либо временем восстановления
отказавшего выключателя
,
либо временем одновременного простоя
отказавшего (i-го)
и планового ремонтируемого (j-го)
выключателя (отделителя)
.
Для схем с двойной системой сборных шин и с одним выключателем на присоединение необходимо учитывать отказ обеих систем СШ.
Ремонт генераторов и их выключателей проводят одновременно. Поэтому в ремонтных режимах таких выключателей (4, 5, 7, 8 на рис. 12) отключение генераторов можно не учитывать.
Результаты
расчёта частоты и длительности отключений
присоединений для каждого сочетания
отказа одного из элементов РУ и одного
из режимов РУ (нормальный или ремонтный)
заносят в расчетную таблицу (табл. 2).
Левый столбец - элементы i,
отказы которых рассматриваются, и
соответствующие
. В верхней строке - ремонтируемые
выключатели и коэффициенты их ремонта
.
Нормальному режиму работы РУ приписан
номер ноль. Например, при отказе
выключателя 1 (В1) должны быть отключены
выключатели 2, 3, и 4 (рис. 12). В результате
этого отключится линия Л1. После отключения
двух разъединителей выключателя В1 и
включения выключателя 4 линия Л1 будет
введена в работу.
Различные сочетания отказов (i=1, 2, …n) и режимов (j=0, 1, …n) могут приводить к отключению одного и того же присоединения. Необходимо выделить такие ситуации (их частоту и длительность) в расчетной таблице и сгруппировать их. Для каждой группы вычисляют эквивалентные значения частоты и длительности, которые и являются искомыми показателями надежности присоединения:
; 
; 
.
Таблица 2. - Отключённые присоединения, частота и длительность отключения
i |
Выключатель |
|
Режим |
|||||
Нормальный |
Ремонтный |
|||||||
j=0 |
j=1 |
j=2 |
j=3 |
j=… |
j=n |
|||
|
|
|
|
=… |
|
|||
1 |
В1 |
|
Л1
|
… |
… |
… |
Л1
|
… |
i |
Вi |
|
Л2
|
… |
… |
… |
Л2
… |
… |
… |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
n |
Вn |
|
Т
|
… |
… |
… |
Т
|
… |
…
=…
=…
=…
=…
…
…
…
…
…
Учет РУ при расчете надежности по блок-схемам.
Каждое РУ представляют несколькими эквивалентными блоками. Рассмотрим составление блок-схемы на примере расчета надежности п/ст (рис. 13).
Рис. 13 Блок-схема с учётом РУ подстанции
В этой блок-схеме блоки I-II - линии электропередачи; блоки III – IV РУ п/ст; блоки V - трансформаторы л/ ст. Расчет показателей надежности блоков РУ выполняют методом, изложенным выше.
Для РУ п/ст определяют показатели одновременного отключения трансформаторов ( блок IV) либо из-за отключений их выключателей, либо из-за одновременного отключения линий, показатели отключения линий (блоки III) из-за отключений их выключателей.
Так как надежность электроснабжения определяется главным образом ЛЭП, возможен приближенный учет РУ. Можно не учитывать отказы выключателей в ремонтных режимах РУ, считаясь в ремонтных режимах лишь с отказами ЛЭП.