Качественный анализ надежности схем распредустройств

Анализ схем РУ с точки зрения надежности обычно проводится с помощью расчетов вероятности отказов оборудования с последующим определением условного недоотпуска электроэнергии с шин ЭС [14]. Однако на первой стадии рекомендуется проводить качественный (опосредованный) анализ схем РУ, заключающийся в том, что рассматриваются отказы элементов схем: присоединений, СШ или секций, выключателей — в нормальном и ремонтном режимах схемы. Анализируются последствия отказов при КЗ на данных элементах. Последствиями могут быть: отключение блока или линий, нарушение транзита, отключение АТС. За ремонтный режим принимается ремонт одного из выключателей или системы шин. Наиболее надежной схемой можно считать схему, у которой при КЗ элементов будут минимальные последствия. Качественный анализ способствует наиболее полной характеристике различных схем РУ.

Последовательность качественного анализа схем РУ следующая:

— намечаются точки КЗ, вследствие которых возможны максимальные потери, т.е. отключения присоединений или погашения шин;

— для выключателей принимаются двухсторонние отказы с отключением смежных элементов;

— определяются последствия действия КЗ;

— сопоставляются результаты различных схем РУ.

В качестве примера рассмотрим схемы ОРУ-500 кВ (рис. 11). В данных схемах приняты обозначения:

1, 2, 3- энергоблоки (ЭБ);

4, 5 — линии электропередачи (ЛЭП);

6 — автотрансформатор связи (АТС);

7, 8 — системы сборных шин (СШ);

9-17 — выключатели высшего напряжения (ВН).

Вариант I (рисунок 6.1, схема 3/2 В).

Нормальный режим

КЗ на присоединениях приведет к отключению двух выключателей с потерей присоединения (ЭБ, ЛЭП или АТС).

КЗ на шинах отключается ряд выключателей без потери присоединений.

КЗ на выключателе среднего ряда отключаются выключатели крайних рядов с потерей двух присоединений (ЛЭП и ЭБ, ЭБ и АТС).

Ремонтный режим

Рассматривается ремонт выключателей. Например, при ремонте выключателя 9 и КЗ на присоединении 1 приведут к потере двух присоединений (ЛЭП и ЭБ или АТС и ЭБ при ремонте выключателя 17 и КЗ на выключателе 15).

КЗ на шинах 7 и ремонте выключателя 10 приведет к потере энергоблока 1, т.к. выключатель 11 отключится. Также можно рассмотреть ремонт выключателей 13 или 16 при КЗ на шинах 8. Во всяком случае, отключится одно из присоединений (ЛЭП, ЭБ или АТС).

При КЗ на выключателях крайних или среднего рядов и ремонте одного из выключателей противоположного крайнего ряда приводит к потере двух присоединений (ЭБ и ЛЭП или ЭБ и АТС).

Вариант II (рисунок 6.1, схема два связанных треугольника).

Нормальный режим

При КЗ на любом присоединении отключается рассматриваемое присоединение (ЛЭП, ЭБ или АТС).

При КЗ на шинах 7 или 8 отключается также одно присоединенное (ЛЭП, ЭБ или АТС). КЗ на любом выключателе приведет к потере двух присоединений (ЛЭП и ЭБ или АТС и ЭБ).

Ремонтный режим

В ремонте выключатели 10 или 14. КЗ на присоединении 6 (2) приведет к отключению 1, 6, 4 (2, 3, 5), т.е. АТС, ЭБ, ЛЭП или 2ЭБ и ЛЭП.

КЗ на шинах 7 (8) будет иметь те же последствия. При КЗ на выключателе 12 последствия усугубляются отключением еще одного присоединения 2 (6).

Рисунок 6.1 — Варианты схем ОРУ-500 кВ

Вариант III (рисунок 6.1, расширенный четырехугольник).

Нормальный режим

КЗ на присоединениях приведет к потере двух присоединений, например, при КЗ на ЭБ 1 отключается выключатель 11 и линия 4 теряет питание (ЭБ и ЛЭП). КЗ на шинах 7 или 8 даст тот же результат (ЭБ и ЛЭП).

КЗ на выключателе 12 (9, 10, 13) приведет к отключению трех присоединений 2ЭБ и ЛЭП (2ЛЭП и ЭБ или ЛЭП, АТС и ЭБ).

Ремонтный режим

Ремонт выключателя 12 (9, 10, 13). КЗ на присоединении 3 приведет к отключению 2ЭБ и ЛЭП.

КЗ на шинах 8 дает тот же результат 2ЭБ и ЛЭП. При КЗ на выключателе 10 дополнительно отключается АТС (6).

Итоги анализа сводятся в таблице 6.1. Сопоставляя результаты, можно сделать вывод, что наиболее надежная схема ОРУ-500 кВ по варианту I — 3/2 В на присоединение. Однако нужно отметить, что по капиталовложениям эта схема самая дорогая, т.к. имеет 9 выключателей. Вариант II — 7 выключателей, Вариант III — 6 выключателей.

После проведения качественного предваритель-ного анализа выбор схемы завершает технико-экономическое обоснование.

Таблица 6.1 — Сравнительный анализ схем ОРУ-500 кВ