Надежность электроэнергетических систем

Размещено на http://allbest.ru

Обеспечение надежности электроснабжения

Проблема надежности электроэнергетических систем является ключевой в социально-экономическом развитии любой страны и требует особого внимания в современном мире.

Надежность систем электроснабжения предприятий является одной из главных задач, и при проектировании, и при эксплуатации. Нарушение электроснабжения многих технологических процессов может привести к полному останову предприятия, к людским жертвам. В любом случае перерыв в электроснабжении потребителей, как промышленного, так и сельскохозяйственного назначения, транспорта приводит к экономическим ущербам, различным в экономическом отношении.

Для предотвращения этого, мы должны изучить данную тему повышения надежности ЭЭС. Надежность электроснабжения обеспечивается резервированием элементов и частей систем электроснабжения, участков электрических сетей, устройств релейной защиты и автоматики и т.д., что связано со значительными капиталовложениями.

Поэтому, оценив ущерб, нанесенный потребителям перерывом в электроснабжении, убытки, связанные с аварийным ремонтом, расходы на повышение надежности, можно ставить вопрос об оптимальном уровне надежности электроэнергетического оборудования, объектов и систем. Обоснование оптимального резервирования и выбор способа его реализации предусматривается на стадиях планирования и проектирования ЭЭС.

Единая национальная электрическая сеть

Крупные генераторы (электростанции: ГЭС, АЭС, ТЭС) вырабатывают электрическую энергию, которая преобразовывается с помощью трансформаторов в электрическую энергию с нужными показателями(ток, напряжение), дальше по проводам поступает на линии сети Федеральной сетевой компании (ПАО «ФСК ЕЭС») -- российская энергетическая компания, основным видом деятельности которой является передача электроэнергии по Единой национальной электрической сети (ЕНЭС) России. В свою очередь ФСК передает энергию Межрегиональным распределительным сетевым компаниям (МРСК) (т.е. энергия поступает в отдельные регионы страны).

Далее энергия передается территориальной сетевой организации(ТСО) - коммерческая организация, которая оказывает услуги по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, не относящихся к единой национальной (общероссийской) электрической сети. Сети ТСО передают электроэнергию непосредственно потребителям (жилые дома, предприятия, станции и т.д.).

Всем этим процессом передачи электроэнергии управляет ОАО «СО ЕЭС» - Открытое акционерное общество «Системный оператор Единой энергетической системы». Единолично осуществляет централизованное оперативно-диспетчерское управление Единой энергетической системой России.

Электроснабжение потребителей

Относительно электроснабжения конкретных потребителей соответствующий уровень надежности должен оговариваться в двухсторонних договорах снабжающей компании и потребителя на принципах обоюдной выгодности договаривающихся сторон и обеспечиваться с помощью нормативно-правовых и рыночных механизмов дополнительных услуг.

Важно правильно разделить требования по обеспечению надежности между этими составляющими, начиная от уровня ЭЭС до конечных потребителей, где большая часть требований должна быть обязательной.

Таким образом, в рыночной среде возникают новые отношения между производителями, поставщиками, потребителями электроэнергии и другими субъектами рынка. С учетом этого, основные экономические принципы обеспечения надежности формулируются следующими положениями:

Отказы энергоблоков электростанций

Отказы энергоблоков электростанций определяются в основном отказами теплосилового, гидромеханического оборудования и генераторов. Период при- работки мощных энергоблоков зависит от номинальной мощности, от степени освоения в производстве.

Отказы синхронных машин из-за повреждений обмотки статора происходят в два раза чаще, а из-за повреждений активной стали - в 10 раз реже, чем из-за повреждений обмотки ротора.

Повреждения системы возбуждения соизмеримы по частоте с повреждениями ротора, причем наиболее часто повреждается обмотка ротора.

Повреждение обмотки статора происходит, как правило, из-за электрического пробоя изоляции. Изоляция разрушается в пазах, за счет вибрации активной стали при ее слабой запрессовке. Лобовые части обмоток подвергаются дополнительным динамическим воздействиям из-за коротких замыканий, несинхронных включений и вибраций.

Повреждение трансформаторов

автоматика релейный электроснабжение трансформатор

Частота отказов трансформаторов в значительной степени зависит от габаритов, класса напряжения и условий эксплуатации. Основными причинами повреждений трансформаторов являются нарушения изоляции обмоток вследствие воздействия внешних и внутренних перенапряжений, сквозных токов короткого замыкания, дефектов изготовления.

Причинами повреждения изоляции обмоток трансформаторов зачастую являются износ и ее старение из-за перегрузок и недостаточного охлаждения, повреждения устройств, регулирующих напряжение (особенно автоматических под нагрузкой), повреждения вводов трансформаторов из-за перекрытия изоляции, повреждения контактных соединений, пуска масла (течи масла).

Причины повреждения воздушных линий

К основным причинам повреждения воздушных линий относятся следующие: повреждение опор и проводов из-за гололедно-ветровых нагрузок; грозовое перекрытие изоляции; пережог проводов; повреждение опор и проводов автотранспортом и другими механизмами; дефекты изготовления опор и проводов, изоляторов; падение деревьев; перекрытие изоляции птицами; несоответствие опор, проводов, изоляторов природно-климатическим зонам страны; перекрытие воздушных промежутков на строительные и сельскохозяйственные машины; неправильный монтаж опор и проводов; несоблюдение сроков ремонта и замены оборудования.

Управление надежностью электроснабжения

Эффективное функционирование системы управления надежностью электроснабжения потребителей должно основываться на количественной оценке комплекса показателей и критериев надежности применительно к каждому из субъектов энергетического рынка

Надежность работы ЭЭС России имеет большую социальную и экономическую значимость, является одной из основ системы жизнеобеспечения общества, поддержания производственной деятельности, соблюдения экологических норм, важным аспектом энергетической безопасности страны.

В составе комплексного свойства надежности технических систем, как правило, выделяют:

ь безотказность -- способность объекта сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки;

ь долговечность -- способность объекта сохранять работоспособность до наступления заданного предельного срока при установленной системе технического обслуживания и ремонтов;

ь устойчивость -- способность объекта противостоять возмущениям;

ь живучесть -- способность объекта ограничивать глубину (тяжесть, последствия), отказа функционирования и работоспособности;

ь восстанавливаемость -- способность объекта к восстановлению после отказа.

Задача обеспечения надежности энергосистем рассматривается во всем мире в качестве одной из важнейших, решаемых как при эксплуатации, так и при планировании развития. В этой комплексной задаче обычно выделяют следующие частные задачи:

ь определение оптимальных резервов мощности генерирующих источников в энергообъединении и распределение их по энергосистемам и электростанциям;

ь выбор оптимальных схем электрических сетей и схем электроснабжения отдельных потребителей или их групп;

ь выбор рациональных схем выдачи мощности электростанций;

ь выбор рациональных схем распределительных устройств электростанций и подстанций;

ь выбор состава средств управления, релейной защиты и автоматики;

ь определение ограничений по условиям статической и динамической устойчивости;

ь планирование ремонтов основного оборудования электрических сетей и электростанций.

Размещено на Allbest.ru