3-4. Определение надежности электропередачи с учетом сезонной нестационарности повреждений воздушных линий
Аварийные отключения линий электропередачи являются случайными событиями, и их появление зависит от многих климатических факторов. Опыт эксплуатации показывает, что повреждаемость линий электропередачи при неблагоприятной погоде на порядок выше среднего значения, что приводит к увеличению вероятности совпадения аварийных повреждений и, следовательно, к увеличению числа аварийных отключений электропередачи, состоящей из двух или более параллельных воздушных линий (ВЛ). Оценим математическое ожидание числа аварийных отключений систем из нескольких ВЛ с учетом нестационарное™ потока повреждений, вызываемых метеорологическими условиями, и без учета ее. Расчет производится при следующих допущениях и условиях.
Закон распределения времени между повреждениями, длительности восстановления повреждений и плановых отключений как при обычной, так и при различных видах неблагоприятной погоды — экспоненциальный. Количество приработочных и износовых отказов не учитывается. ВЛ повреждаются независимо от времени эксплуатации и состояния. Модели таких отказов соответствуют экспоненциальному распределению [Л. 13]. Примем, что длительности времени обычной и неблагоприятной погоды распределены экспоненциально.
Возможность отключения оставшихся линий от перегрузки при аварийных отключениях других линий не учитывается.
Используем методику [Л. 140] со следующими дополнениями.
Рассматривая два вида неблагоприятной погоды (гроза, гололед), считаем, что в одну половину года возможно появление грозы (апрель — сентябрь), а в другую — гололеда (октябрь — март). Объединение их в один вид скрыло бы эффект увеличения совпадения повреждений при том виде неблагоприятной погоды, который характеризуется наибольшей длительностью. Рассматривается возможность наложения повреждения при гололеде одной линии на плавку гололеда на другой линии. Учитывается возможность совпадения повреждения одной ВЛ во время грозы при выведенной в ремонт другой. В то же время принимается, что линия никогда не выводится в плановый ремонт, если ожидается гололед.
При расчете длительности аварии параллельной группы линий вследствие совпадения повреждения одной линии с плановым отключением другой учитывается, что при повреждении второй линии есть возможность ввести первую линию из планового ремонта раньше, чем закончится восстановление второй линии (срок аварийной готовности заявки). Время ввода первой линии при аварийном отключении второй принято равным половине среднего времени аварийного отключения этой линии.
Произведем расчет математического ожидания числа аварийных отключений передачи из двух параллельных ВЛ 110 кВ. длиной по 100 км для двух вариантов:
- при грозовой интенсивности 60 ч/год и числе дней с гололедом в году 10;
- при грозовой интенсивности 20 ч/год и отсутствии гололеда.
Исходные данные для расчетов приведены в табл. 3-10.
В табл. 3-11 показан порядок расчета и приведены численные значения каждой составляющей математического ожидания числа аварийных отключений системы из двух параллельных ВЛ.
Как следует из табл. 3-11, наибольшую часть аварийных отключений линий, проходящих в гололедных районах, дают совпадения аварийных повреждений при гололеде; для линий, не проходящих в гололедных районах — совпадения повреждений одной ВЛ с плановым отключением другой, что полностью подтверждается практикой работы энергосистем.
Таблица 3-10
Исходные данные
Расчет математического ожидания числа аварийных отключений двух воздушных линий, 10-3 1/год
Продолжение табл. 3-11
№ п/п. | Повреждения, приводящие к аварийному отключению параллельных ВЛ | Варианты | |
I | II | ||
9 | Плановый ремонт одной ВЛ, повреждение другой при обычной погоде | 20,4 | 21,4 |
10 | Плановый ремонт одной ВЛ, повреждение другой при грозе | 3,8 | 2,35 |
11 | Плавка гололеда на одной из линий, повреждение другой при гололеде | 40,4 | — |
| Сумма повреждений с 9-го по 11-е | 64,6 | 23,75 |
| Сумма повреждений с 1-го по 11-е | 163,931 | 24,722 |
Таким образом, для ВЛ, проходящих в гололедных районах, пренебрежение нестационарностью потока повреждений приводит к занижению математического ожидания числа аварийных отключений передачи из двух параллельных ВЛ в 2,8 раза, из трех параллельных ВЛ — в 15 раз; для ВЛ, проходящих в районах с отсутствием гололеда и невысокой интенсивностью гроз, занижение незначительно.
Для оценки точности рассмотренного метода были собраны данные за 10 лет эксплуатации конкретного участка сети 110 кВ. Расчетное значение математического ожидания числа аварийных отключений системы за 10 лет составляет 7,6; по данным эксплуатации 8,0 [Л. 30].
