Повышение качества электроэнергии с помощью тиристорных преобразователей

ШАЙХУТДИНОВ Н.В., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. физ.-мат. наук, доцент ХУСНУТДИНОВ Р.Р.

Низкое КЭ ухудшает условия работы электрических сетей и систем и приводит к значительному ущербу на всех уровнях, от генерации до потребления.

Для повышения эффективности работы электрических сетей необходимо решить проблему компенсации реактивной мощности.

Недостаточная степень компенсации реактивной мощности приводит к возрастанию величины реактивной составляющей в перетоках мощности и, как следствие, к снижению напряжения и устойчивости энергосистем.

Таким образом, решение проблемы компенсации реактивной мощности позволяет решать проблемы нормализации и стабилизации напряжения в электрических сетях, что, в свою очередь, является одной из основных задач, стоящих сегодня перед российской электроэнергетикой.

Эффективным и хорошо известным способом решения проблемы нормализации и стабилизации напряжения являются управляемые индуктивно-емкостные устройства различных типов (устройства FACTS) с широкой номенклатурой, освоенной мировой и отечественной промышленностью.

В итоге их установка:

1) приведет к снижению в электрических сетях потерь активной мощности, вызванных потоками реактивной мощности;

2) позволит, при наличии в энергоузлах тех же объемов активной мощности и той же пропускной способности сетей, снабжать дополнительных потребителей, а это фактически обеспечивает в определенной степени прирост потребления активной мощности без увеличения ее выработки в узле (регионе) или без увеличения ее перетока из других энергосистем;

3) позволит самому потребителю прирастить свои производственные мощности без увеличения потребления из сети;

4) улучшит технико-экономическую эффективность систем электро-снабжения как электросетевых компаний, так и самих потребителей;

5) повысит устойчивость электроэнергетических систем, систем электроснабжения и нагрузки потребителей при снижении и провалах напряжения в сети.

УДК 621.311

Оценка эксплуатационной надежности кабельных линий 6(10) кв

ЮСУПОВА А.А., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ГРАЧЁВА Е.И.

Большое распространение получили кабельные линии (КЛ) напряжением 6(10) кВ, которые составляют основу городских электрических сетей. В основном это кабели с бумажной пропитанной изоляцией, выработавшие свой нормативный срок эксплуатации. При этом следует отметить, что замена данных КЛ, например, на новые с изоляцией из сшитого полиэтилена требует не только существенных материальных затрат, но и учета ограничений, обусловленных схемными и режимными параметрами. Данные ограничения способны существенно замедлять желаемый темп обновления кабельной сети.

Наиболее высокая повреждаемость отмечается у кабелей, у которых срок эксплуатации более 30 лет. Основная причина повреждений – это общее старение кабельной сети и, как следствие, ухудшение изоляционных свойств кабеля, кабельной арматуры. Из таблицы видно, что наибольшее повреждение кабеля марки ААШв составило 34 %.

Оценка повреждаемости по маркам КЛ

Марка кабеля	Протяженность, %	Повреждений, %	Количество повре-ждений на 100 км
ААШв	34,4	53,6	19,5
ААБ, ААБл	12,9	15,2	14,8
АСБ, АСБл	37,0	27,2	9,2
СБ, СБг	4,5	2,7	7,3
Прочие	11,2	1,3	1,5

В Российской Федерации разработан ряд нормативных документов по оценке надежности. Надежность – это комплексное свойство, включающее в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В условиях эксплуатации КЛ следует разработать мероприятия, обеспечивающие увеличение долговечности и ресурса изоляции, а также необходимо рассматривать такие показатели, как режимная управляемость, устойчивость, живучесть и безопасность. Под долговечностью понимают свойство КЛ сохранять работоспособность до достижения предельного состояния при условии соблюдения установленной системы технического обслуживания и ремонта.

Проведенная оценка выхода из строя (отказов) КЛ при пробоях изоляции в данных условиях эксплуатации разрешает оценить надежность кабельной сети по расчету вероятности безотказной работы КЛ P(t) (вероятность того, что в заданных пределах интервала времени t при определенных режимах не произойдет ни одного отказа). Для ее оценки используется выражение:

где N_КЛ – количество исследуемых КЛ; n_КЛ(t) – количество КЛ, отказавших за время t. Функция безотказной работы изоляции кабелей:

где N – суммарное количество пробоев КЛ; t_s – момент времени на s-м интервале; yt_r – количество пробоев на интервале [t_{r – 1}; t_r].

Среднее время наработки до отказа определено по выражению:

Интенсивность отказов (t) – отношение числа отказавших образцов изделий за единицу времени к среднему числу образцов, исправно работающих в заданный отрезок времени, при условии, что отказавшие образцы не восстанавливаются и не заменяются исправными:

Таким образом, в данных условиях необходима разработка методик и моделей по оценке надежности не только КЛ как отдельных объектов, но и выделенных фидеров, слабых мест и узлов в распределительной сети, а также разработка мероприятий по повышению надежности и ресурса изоляции действующих КЛ.

Литература

1. Коржов А.В. Влияние электрического и магнитного полей силовых кабельных линий напряжением 6(10) кВ на интенсивность частичных разрядов в изоляции при различных режимах эксплуатации / А.В. Коржов // Кабели и провода. – 2012. – № 1(332). – С. 16–21.

2. Коржов A.B. Вероятностная оценка влияния факторов, сказывающихся на состоянии изоляции силовых кабельных линий в процессе эксплуатации / A.B. Коржов, Е.Ю. Юрченко // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии. – 2007. – Ч. 1. – С. 131–133.

УДК 621