Пошук оптимальної схеми розміщення індикаторних пристроїв у мережі 10 кВ

Сиротенко М. О.

З урахуванням усіх причин умовний споживач в Україні в середньому протягом року не отримує послуг з електропостачання 1279 хвилин (21,3 години), в той же час за кордоном цей показник за 2009 рік становив 84,3 хв. [1]. За статистикою найбільша кількість аварійних відключень відбувається в сільських розподільних мережах напругою 10 кВ, наслідком чого є недовідпуск електроенергії. Для підвищення структурної надійності розподільних електричних мереж використовують установку додаткових засобів (ЗПН).

Однією з актуальних задач при установці ЗПН є оптимізація місць розміщення, індикаторних пристроїв для виявлення пошкодженої ділянки мережі.

Такі пристрої особливо ефективні в електричних мережах, напругою 6-20 кВ та встановлюються в місцях розгалуження лінії, на перших опорах після розгалуження. Вони фіксують появу струму короткого замикання на ділянці магістралі лінії або відгалуженні за точкою установки пристрою і дають інформацію при пошуку місця пошкодження на відключеній лінії.

Це дає можливість обслуговуючому персоналу, у разі пошкодження лінії, не обходити всю лінію цілком, а тільки пошкоджену ділянку. В електричних мережах набули широкого поширення покажчики пошкоджених ділянок типу УПУ-1, розроблені Союзтехенерго спільно з Туленерго, і більш досконалі покажчики короткого замикання типу УКЗ.

Згідно [2,3], час перерв в електропостачанні споживачів в розрахунку на одне стійке пошкодження (стосовно до розподільних мереж сільських регіонів) рекомендується визначати за формулою:

де:

t_i - час відновлення нормального електропостачання споживачів при пошкодженні i-ї ділянки, год;

t_di - тривалість етапу з моменту відключення лінії до початку пошуку пошкодженої ділянки лінії, з урахуванням переїзду і пробного вмикання головного вимикача лінії, год;

t_ni - тривалість етапу пошуку пошкодженої ділянки, з урахуванням можливого аналізу диспетчерською службою інформації від споживачів електричної енергії, год;

t_лi - тривалість етапу локалізації пошкодженої ділянки, год;

t_вi - тривалість етапу включення навантажень, які можуть отримувати живлення при виведенні зі схеми пошкодженої ділянки, існуючими засобами підвищення надійності, год;

t_хi - тривалість етапу обходу пошкодженої ділянки для виявлення місця пошкодження, год;

t_рi - тривалість етапу ремонту та включення лінії в нормальний режим, год.

Тобто, в залежності від схеми розташування індикаторних пристроїв зменьшується час, що витрачається на пошук місця пошкодження лінії, який складається з  t_ni та t_хi.

Таким чином середній час, що витрачається на пошук місця пошкодження в мережі визначаєтся:

де:

t^пошуку - сумарна відстань, яку долає ремонтна бригада для пошуку місць пошкодження лінії, км;

S^x - сумарна відстань, яку долає ремонтна бригада під час обходу пошкоджених ділянок для виявлення місця пошкодження, км;

K_kp - коефіцієнт кривизни доріг по відношенню до повітряної прямої, що з'єднує кінцеві точки маршруту переїзду бригади;

V_n - середня швидкість руху бригади, км/год;

V_x - середня швидкість обходу пошкодженої ділянки, км/год;

m - кількість точок розгалуження лінії.

З формули (2) видно, що схема розташування індикаторних пристроїв має вплив тільки на величини  та , який визначається за рекурентною матричною формулами:

де:

L^посл. та L^отв. - матриці, що визначаються довжинами відрізків між відгалуженнями;

N и Y - матриці, що визначаються наявністю або відсутністю покажчиків пошкодженої ділянки, які обладнані пристроями сигналізації про пошкодження на диспетчерський пункт;

H - матриця, що визначається наявністю або відсутністю покажчиків пошкодженої ділянки, які не обладнані пристроями сигналізації про пошкодження на диспетчерський пункт;

S^x, M, I, Q - робочі матриці.

Таким чином, запропонована математична модель розрахунку часу пошуку місця пошкодження дозволяє враховувати установку відразу декількох видів індикаторних пристроїв і може використовуватися в якості однієї з цільових функцій при вирішенні задачі побудови оптимальної схеми їх розміщення в електричних мережах сільських регіонів напругою 10 кВ.

Список використаної літератури

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).