5.3. НАДЕЖНОСТЬ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
5.3.1. ОБЩИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ НАДЕЖНОСТИ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Разнообразие схем СЭС-Г обусловило необходимость совместного использования как сравнительно простых моделей для радиальных схем, так и более сложных, предназначенных для оценки надежности сложнозамкнутых и автоматизированных электрических сетей 6, 10, 35, 110 кВ и выше. Для основной массы потребителей, резервирование которых осуществляется вручную, схема питающей сети 35, 110 кВ может учитываться упрощенно. При оценке же надежности питания ответственных потребителей с автоматическим вводом резервного питания упрощенный учет надежности питающих сетей, а также автоматизированных сетей 6, 10 кВ второго и третьего уровней иерархии может привести к ошибкам, соизмеримым с точностью расчета.
В сети с ручным вводом резерва преднамеренными отключениями ее элементов можно пренебречь, но в расчетах автоматизированных и сложнозамкнутых схем их неучет приводит к существенным ошибкам. Сравнительно малое время локализации повреждений и восстановления питания отключенных потребителей обусловило целесообразность совместного учета суточной неравномерности потока отключений и суточных графиков нагрузки потребителей при оценке надежности их электроснабжения.
В расчетах эксплуатационной надежности, которые могут выполняться при оценке эффективности вариантов реализации календарных графиков работ ТОИР, следует предусматривать моделирование процесса смены состояний СЭС, различающихся составом работающего оборудования, конфигурацией схемы, объемом резервирования, загрузкой элементов сети и т. п., в пределах заданного расчетного периода.
Таблица 5.19
Так как СЭС должна обеспечивать не только бесперебойное электроснабжение, но и заданный уровень показателей качества электроэнергии, получаемой потребителями, следует предусматривать наряду с определением показателей структурной надежности также определение показателей, характеризующих режимную надежность.
5.3.2. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СЭС-Г
При оценке надежности работы СЭС рассматривается ее работоспособность или неработоспособность относительно конкретных потребителей или групп потребителей. Отказ в электроснабжении хотя бы одного потребителя, присоединенного к СЭС, обусловливает недовыполнение всей системой основной функции - снабжение потребителей электроэнергией заданного качества в нужном количестве. То же происходит при отказе отдельных элементов СЭС, не вызывающем ограничение пропускной способности электросети и ухудшение показателей режима ее работы, что отражается на качестве электроэнергии, получаемой потребителями. Восстановление показателей качества (например, напряжения) до нормированного уровня требует либо полного восстановления работоспособности отказавших элементов, либо соответствующего ограничения нагрузки потребителей в s-x узлах с целью восстановления нормированного уровня режимных параметров в заданных i-x узлах, что равносильно недовыполнению СЭС ее основной функции.
С учетом сказанного объектом расчета являются интегральные показатели, характеризующие эффективность работы СЭС в целом и приведенные в табл. 5.20, и показатели, рассчитанные относительно отдельных s-x и i-x узлов, приведенные в табл. 5.21.
Математическое ожидание недоотпуска электроэнергии определяется в тех случаях, когда Эпотр и Эотпф за весь расчетный период Тр оказываются равными, хотя отказы в t-e интервалы расчетного периода происходили и потребители не получали необходимого количества электроэнергии, хотя общий объем потребленной энергии за весь расчетный период и остался неизменным за счет компенсации недоотпуска после восстановления поврежденных элементов. При этом известные подходы к оценке математического ожидания недоотпуска [2, 57, 62, 65, 66, 79 и др.] уточняются, как показано ниже в пп. 5.3.4, 5.3.5.
Под сечением нарушения (СН) в табл. 5.21 подразумевается сочетание элементов СЭС, при одновременном отказе которых структурная связность схемы не нарушается, но отклонение режимных параметров таково, что либо нужно ограничить потребление в s-x узлах, вследствие чего появляется ∆ЭS, либо образуется WHKS, которая рассматривается в качестве одного из показателей режимной надежности. Понятие минимального сечения (МС) соответствует общепринятому толкованию [65, 77, 78, 79]. При использовании МС, приемлемых для расчетов структурной надежности питающих сетей СЭС-Г, возможен также в достаточном объеме, как показано, например, в [65], учет зависимых отказов. Для более точных расчетов при подробном учете схем распределительных устройств подстанций могут быть также использованы расчетные группы отказов [49, 57].
Указанные в таблице показатели рассчитываются с помощью СН и минимальных сечений при оценке надежности сложнозамкнутых и автоматизированных электрических сетей, относящихся к 1-му уровню территориальной иерархии СЭС-Г. В расчетах надежности распределительных сетей второго и более низких уровней необходимости в использовании СН и минимальных сечений нет.
Для расчета показателей, указанных в табл. 5.20, 5.21, используются:
информация о конфигурации схемы электрической сети СЭС и данные о параметрах элементов и нагрузках узлов;
параметры потока отказов ωj и среднее время восстановления Tвi отказавших j-х элементов СЭС;
параметры потока преднамеренных отключений μj и среднее время обслуживания Тпj - j-x элементов при плановых ремонтах;
показатели надежности коммутационных аппаратов (КА) и релейной защиты и автоматики (РЗА);
характеристики изменения во времени показателей надежности (суточные и сезонные распределения вероятностей отключения элементов СЭС и времени их восстановления и обслуживания).
