Глава IV Структурная надёжность работы основных элементов эс

4.1 Основные понятия и показатели надёжности воздушных линий электропередачи

Воздушным линиям (ВЛ) принадлежит важная роль в работе ЭС и надёжном электроснабжении потребителей. На долю ВЛ 35-750кВ приходится значительная часть отказов и отключений электрического оборудования (~ 35% -50 %)

Причины высокой повреждаемости вл:

• Влияние климатических воздействий (гололёдно-ветровые нагрузки, атмосферные перенапряжения и т. д.);

• Доступность ВЛ посторонним вмешательствам (наезды на опоры, обрывы проводов, «расстрел» изоляторов);

• Сложность контроля технического состояния элементов ВЛ.

Изучение надёжности вл имеет цели:

• Оценку надёжности схем развития ЭС, эл. сетей, систем электроснабжения отдельных потребителей;

• Анализ конструкций, оборудования, сооружения ВЛ;

• Технико-экономический анализ вариантов ВЛ сверхвысокого напряжения и выбор конструкций, опор, фундаментов, проводов, уровней изоляции;

• Анализ и рационализацию системы ремонтов и технического обслуживания ВЛ;

• Решение задач планирования, управления и производственно-хозяйственной деятельности при эксплуатации ВЛ;

• Решение задач диспетчерского управления на разных уровнях;

• Разработка нормативов аварийного запаса оборудования и запасных частей для ВЛ;

• Разработка рекомендаций и указаний по эксплуатации ВЛ с учётом местных условий;

• Определение необходимости и степени эффективности мероприятий по повышению надёжности ВЛ.

Надёжность ВЛ 35-750кВ оценивается комплексом показаний из 5-ти групп:

• Показатели безотказности;

• Ремонтопригодности;

• Долговечности;

• Комплексные показатели;

• Экономические показатели.

1) Под безотказностью ВЛ понимается её свойства непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. ВЛ – восстанавливаемый объект и её показатель безотказности –параметр потока отказов – в общем случае (t) – т.е функция времени. На величину «» влияют: факторы старения и износа элементов, а также плановые ремонты (рис.4.1):

t₁, t₂, t₃, момент времени выполнения капитальных ремонтов;

t -окончание приработки (периода освоения).

(4.1)

где

M –математическое ожидание отказов ВЛ;

r(t) –число отказов за время t;

r (t+t) число отказов за время (t+t);

 (t) –среднее число отказов, ожидаемых в малом интервале времени.

 (t)

 (t)

_ср (средний)

t

0 t₀ t₁ t₂ t₃

Рис. 4.1

Из анализа причин отказа ВЛ следует:

=₁(t)+ ₂, (4.2)

где

 –поток отказов ВЛ ,

 cвязан с износом и старением ВЛ и зависит от срока службы ВЛ ,

 - связан с внешними воздействиями на ВЛ ,

Поток отказов « » вызывается загниванием древесины, коррозией металлических опор, износом арматуры, проводов ,тросов, разрушением изоляторов, составляющая потока « » связана с гололёдно-ветровыми нагрузками, дефектами монтажа, обрывами проводов, ударами молний, ледоходом, пожарами и т.д.

Величина  =const и не зависит от длительной эксплуатации, капитальных ремонтов т.е. определяется случайными причинами.

В эксплуатационной и проектной практике ЭС для ВЛ в период нормативного срока службы пользуются значением среднего потока отказов «_ср» не зависящего от срока службы ВЛ. Периодичность капитальных ремонтов ВЛ принимается 3-6 лет.

С вероятностью безотказной работы ВЛ связано понятие функции надёжности ВЛ – р(t).

р(t)=1-р (t)q (t); (4.3)

где

i- возможные состояния ВЛ;

р_i (t) – вероятность нахождения ВЛ в момент времени “t” в состоянии “i”

q_i – вероятность нарушения надёжности ВЛ в момент времени “t” в состоянии “i”.

2) Ремонтопригодность ВЛ –свойство ВЛ, заключающееся в её приспособленности к обнаружению причин отказов, предупреждению отказов и восстановлению работоспособности путём технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность ВЛ определяется следующими основными показателями:

• средним временем восстановления линии при отказе (Т_в);

• средней продолжительностью преднамеренных отключений ВЛ (Т_р);

• средней периодичностью ремонтов ();

• cредними трудозатратами на капитальный ремонт и техническое обслуживание ВЛ (N_р).

Рассмотрим содержание отдельных показателей:

Величина «Т_в» - математическое ожидание времени для приведения ВЛ в работоспособное состояние после отказа.

Величина «N_р» для ВЛ 35-750кВ характеризует их потребность в плановых ремонтах и других видах обслуживания. Средние значения величины «N_р» для ВЛ представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1