Надёжность схем распределительных устройств

Распределительные устройства (РУ) являются весьма ответственным звеном электрических сетей, в значительной мере определяют надёжность электроснабжения.

Исходными данными для расчёта надёжности служат схема РУ (рис. 4.7), выключателей, отделителей и другого коммутационного оборудования, сборных шин, а также время, необходимое для выявления отказавшего выключателя и время отключения (включения) разъединителя .

Рис. 4.7. Схема распределительного устройства

В результате расчёта опpеделяют 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.

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 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) путём 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)

.

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. 4.1). 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. 4.7). 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 расчётной таблице и сгруппировать их.

Таблица 4.1. – Отключённые присоединения, частота и длительность отключения

i	Выключатель		Режим
Нормальный	Ремонтный
j=0	j=1	j=2	j=3	j=…	j=n
…	=…	=…	=…	=…	=…
	В1		Л1 …	…	…	…	Л1 …	…
i	Вi		Л2 …	…	…	…	Л2 …	…
…		…	…	…	…	…	…	…
n	Вn		Т …	…	…	…	Т …	…

Для каждой группы вычисляют эквивалентные значения частоты и длительности, которые и являются искомыми показателями надёжности присоединения:

; ; .

Учёт РУ при расчете надёжности по блок-схемам. Кaждое РУ представляют несколькими эквивалентными блоками. Рассмотрим составление блок-схемы на примере расчёта надёжности подстанции П (рис. 4.8).

В этой блок-схеме блоки I–II – линии электропередачи; блоки III – IV, это – РУ подстанции; блоки V – трансформаторы подстанции. Расчёт показателей надёжности блоков РУ выполняют методом, изложенным выше. Для РУ 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.

Рис. 4.8. Блок-схема с учётом РУ подстанции

Так как надёжность электроснабжения определяется главным образом ЛЭП, возможен приближенный учёт РУ. Можно не учитывать отказы выключателей в ремонтных режимах РУ, считаясь в ремонтных режимах лишь с отказами ЛЭП.