Поиск оптимальной схемы размещения индикаторных устройств в сети 10 кВ

Сиротенко М. А.

С учетом всех причин условный потребитель в Украине в среднем за год не получает услуг по электроснабжению 1279 минут (21,3 часа), в то же время за рубежом этот показатель за 2009 год составил 84,3 мин. [1]. По статистике наибольшее количество аварийных отключений происходит в сельских распределительных сетях напряжением 10 кВ, следствием чего является недоотпуск электроэнергии. Для повышения структурной надежности распределительных электрических сетей используют установку дополнительных средств (СВН).

Сиротенко Михаил

Одной из актуальных задач при установке СВН является оптимизация мест размещения, индикаторных устройств для обнаружения поврежденного участка сети.

Такие устройства особенно эффективны в электрических сетях, 6-20 кВ и устанавливаются в местах разветвления линии, на первых опорах после разветвления. Они фиксируют появление тока короткого замыкания на участке магистрали линии или ответвлении за точкой установки устройства и дают информацию при поиске места повреждения на отключенной линии.

Это дает возможность обслуживающему персоналу, в случае повреждения линии, не обходить всю линию целиком, а только поврежденный участок. В электрических сетях получили широкое распространение указатели поврежденных участков типа УПУ-1, разработанные Союзтехэнерго совместно с Тулэнерго, и более совершенные указатели короткого замыкания типа УКО.

Согласно [2,3], время перерывов в электроснабжении потребителей в расчете на одно стойкое повреждение (применительно к распределительных сетей сельских регионов) рекомендуется определять по формуле:

где:

t_i - время восстановления нормального электроснабжения потребителей при повреждении i-го участка, ч;

t_di - длительность этапа с момента отключения линии до начала поиска поврежденного участка линии, с учетом переезда и пробного включения главного выключателя линии, ч;

t_ni - длительность этапа поиска поврежденного участка, с учетом возможного анализа диспетчерской службой информации от потребителей электроэнергии, ч;

t_лi - длительность этапа локализации поврежденного участка, ч;

t_вi- длительность этапа включения нагрузок, которые могут получать питание при выводе из схемы поврежденного участка, существующими средствами повышения надежности, ч;

t_хi - длительность этапа обхода поврежденного участка для обнаружения места повреждения, ч;

t_рi - длительность этапа ремонта и включения линии в нормальный режим, час.

То есть, в зависимости от схемы расположения индикаторных устройств уменьшается время, затрачиваемое на поиск места повреждения линии, состоящий из t_ni и t_хi.

Таким образом среднее время, затрачиваемое на поиск места повреждения в сети определяется:

где:

t^пошуку - суммарное расстояние, которое преодолевает ремонтная бригада для поиска мест повреждения линии, км;

S^x - суммарное расстояние, которое преодолевает ремонтная бригада во время обхода поврежденных участков для обнаружения места повреждения, км;

K_kp - коэффициент кривизны дорог по отношению к воздушной прямой, соединяющей конечные точки маршрута переезда бригады;

V_n - средняя скорость движения бригады, км / ч;

V_x - средняя скорость обхода поврежденного участка, км / ч;

m - количество точек разветвления линии.

Из формулы (2) видно, что схема расположения индикаторных устройств влияет только на величины и, который определяется по рекуррентной матричной формулам:  

где:

L^посл. и L^отв.  - матрицы, определяемые длинами отрезков между ответвлениями;

N и Y -  матрицы, определяемые наличием или отсутствием указателей поврежденного участка, оборудованных устройствами сигнализации о повреждении на диспетчерский пункт;

H - матрица, определяемая наличием или отсутствием указателей поврежденного участка, не оборудованные устройствами сигнализации о повреждении на диспетчерский пункт;

S^x, M, I, Q  - рабочие матрицы.

Таким образом, предложенная математическая модель расчета времени поиска места повреждения позволяет учитывать установку сразу нескольких видов индикаторных устройств и может использоваться в качестве одной из целевых функций при решении задачи построения оптимальной схемы их размещения в электрических сетях сельских регионов напряжением 10 кВ.

Список использованной литературы

1. Об аварийности в 2010 году и показатели надежности в электрических сетях 6-150 кВ энергоснабжающих компаний, которые входят в состав НАК «ЭКУ»/ Электрические сети и системы, 2011, №2. - с.32- 42.

2. Надежность систем энергетики и их оборудования. Справочник в 4-х т./ Под общ. Ред. Ю.Н. Руденко. Т.2. Надежность электроэнергетических систем. Справочник/ Под ред. М.Н. Розанова- М.: Энергоатомиздат, 2000. - 568с.

3. Прусс В.Л. Повышение надежности сельских электрических сетей / В.Л. Прусс, В.В. Тисленко. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. -208с.: ил. - (Промышленность - селу).