О ремонтах оборудования распределительных устройств 220‑500 кВ узловых подстанций и их схемах

background image

background image

72

О ремонтах оборудования 
распределительных устройств 
220–500 кВ узловых подстанций 
и их схемах

УДК

 621.316.37

Получены

 

текущие

 

ремонтные

 

показатели

 

элементов

 

распределительных

 

устройств

 

(

РУ

) 220–500 

кВ

Показано

что

 

внедрение

 

элегазовых

 

выключателей

 

снизило

 

про

-

стои

 

ячеек

 

РУ

 

в

 

целом

 

по

 

энергосистеме

однако

 

достигнутые

 

показатели

 

недоста

-

точны

 

для

 

упрощения

 

главных

 

схем

 

и

 

отказа

 

от

 

обходных

 

систем

 

сборных

 

шин

.

Гринев

 

Н

.

В

., 

начальник

 

отдела

 

по

 

технической

 

экспертизе

 

проектной

 

документации

 

службы

 

эксплуатации

 

и

 

диагностики

 

ПС

 

филиала

 

«

Россети

 

ФСК

 

ЕЭС

» — 

МЭС

 

Урала

Ключевые

 

слова

распределительное

 

устройство

схема

 

электрических

 

соединений

ремонт

 

высоковольтного

 

оборудования

 

П

ринципиальная

 

электри

-

ческая

 

схема

 

отражает

 

структуру

 

электроустанов

-

ки

 (

ЭУ

), 

состав

 

ее

 

элемен

-

тов

 

и

 

их

 

взаимосвязи

В

 

качестве

 

элементов

 

используется

 

элек

-

трооборудование

 

разного

 

типа

 

и

 

конструктивного

 

исполнения

с

 

различным

 

расположением

 

по

 

отношению

 

друг

 

к

 

другу

Известно

что

 

эти

 

решения

 

влияют

 

на

 

надеж

-

ность

 

и

 

экономичность

 

работы

 

ЭУ

Схемы

конструкции

 

и

 

компонов

-

ки

 

распределительных

 

устройств

 

(

РУ

описывались

 

во

 

множестве

 

от

-

ечественных

 

и

 

зарубежных

 

публика

-

ций

 

и

 

имеют

 

характер

 

основопола

-

гающих

Вероятно

потому

что

 

эти

 

решения

 

давно

 

известны

предпо

-

лагается

что

 

инновации

 

в

 

данной

 

области

 

могут

 

быть

 

связаны

 

лишь

 

с

 

изменением

 

аппаратной

 

базы

.

К

 

числу

 

последних

 

значимых

 

изменений

 

в

 

данной

 

области

 

мож

-

но

 

отнести

 

относительно

 

новые

 

тренды

 

при

 

строительстве

 

и

 

рекон

-

струкции

 

РУ

:

– 

предпочтительность

 

секций

 

сбор

-

ных

 

шин

 

в

 

сравнении

 

с

 

система

-

ми

 

сборных

 

шин

– 

отказ

 

от

 

обходных

 

систем

 

сбор

-

ных

 

шин

– 

применение

 

схем

 

с

 

присоеди

-

нением

 

через

 

два

 

выключателя

 

[1, 2].

Например

в

 2008 

году

 

на

 

ОРУ

 

220 

кВ

 

одной

 

из

 

ПС

 500 

кВ

 

реали

-

зована

 

схема

 

с

 

одной

 

секциони

-

рованной

 

системой

 

сборных

 

шин

 

220-9

Н

  (

рисунок

 1). 

Это

 

ОРУ

 

за

 

прошедшие

 14 

лет

 

показало

 

себя

 

негативно

 

для

 

формирования

 

графиков

 

отключений

Современные

 

тренды

 

очевид

-

ным

 

образом

 

вытекают

 

из

 

про

-

гресса

 

электроаппаратостроения

По

 

сравнению

 

с

 

устаревшими

 

мас

-

ляными

 

и

 

воздушными

 

выключа

-

телями

современные

 

элегазовые

 

выключатели

 

с

 

пружинными

 

приво

-

дами

 

требуют

 

меньшего

 

обслужи

-

вания

У

 

большинства

 

из

 

них

 

отсут

-

ствует

 

необходимость

 

в

 

проведении

 

капитальных

 (

средних

ре

 

монтов

.

В

 [3] 

показано

сооружение

 

си

-

стем

 

шин

 

влечет

 

отказы

 

на

 

шинных

 

разъединителях

  (

ШР

). 

Факт

что

 

из

-

за

 

развилки

 

из

 

двух

 

ШР

 

происходит

 

полное

 

погашение

 

РУ

перевешивает

 

все

 

минусы

 

одной

 

секционированной

 

системы

 

сборных

 

шин

в

 

которой

 

та

-

кие

 

события

 

исключены

Параметр

 

потока

 

отказов

 

с

 

погашением

 

услов

-

ного

 

РУ

 

на

 10 

присоединений

 

оценен

 

на

 

уровне

 1 

раз

 

в

 25 

лет

Однако

раз

-

вивая

 

этот

 

вывод

оценим

 

и

 

условия

 

вывода

 

электрооборудования

 

в

 

ре

-

монт

заменив

 

систему

 

сборных

 

шин

 

на

 

секции

для

 

обслуживания

 

ШР

 

потребуется

 

вывод

 

секций

 

и

  (

или

расшиновка

 

ШР

при

 

этом

для

 

ус

-

ловного

 

РУ

 

на

 10 

присоединений

па

-

раметр

 

потока

 

ремонтов

 

составит

 

от

 

2 (

по

 7 

ШР

 

в

 

каждом

до

 14 

простоев

 

в

 

год

В

 

том

 

числе

поэтому

 

упроще

-

ние

 

схем

 

РУ

 

встречает

 

недоверие

 

у

 

специалистов

Таким

 

образом

сохраняется

 

коллизия

для

 

снижения

 

потока

 

от

-

казов

 

РУ

 

необходимо

 

изменение

 

главной

 

схемы

 

с

 

уменьшением

 

ко

-

личества

 

оборудования

однако

 

это

 

изменение

 

влечет

 

сложности

 

в

 

про

-

ведении

 

ремонтов

Глубинная

 

при

-

чина

 

коллизии

 — 

непосредственно

 

в

 

наличии

 

систем

/

секций

 

сборных

 

оборудование


background image

73

шин

 

РУ

 

и

 

сопутствующих

 

им

 

недостатков

в

 

присут

-

ствии

 

единой

 

точки

 

отказа

/

ремонта

Выполнение

 

ремонтов

 

оборудования

 — 

важное

 

направление

 

обеспечения

 

надежности

В

 

настоящей

 

статье

 

выполнена

 

оценка

 

внедрения

 

элегазовых

 

вы

-

ключателей

 

на

 

ремонтные

 

показатели

 

РУ

 

в

 

целом

 

и

 

рас

-

смотрен

 

вопрос

 

о

 

совмещении

 

ремонтов

 

элементов

 

РУ

 

с

 

ремонтами

 

присоединений

Показано

что

 

внедрение

 

элегазовых

 

выключателей

 

является

 

весомым

но

 

спор

-

ным

 

обоснованием

 

для

 

упрощения

 

главных

 

схем

 

и

 

от

-

каза

 

от

 

обходных

 

систем

 

сборных

 

шин

Альтернативой

 

могут

 

стать

 

схемы

 

с

 

трехмерной

 

топологией

предло

-

женные

 

в

 [4], 

нивелирующие

 

коллизию

 

выбора

 

на

 

прин

-

ципиальном

 

уровне

 

и

 

позволяющие

 

выводить

 

электро

-

оборудование

 

без

 

отключения

 

присоединения

Тематика

 

актуальна

 

и

 

потому

что

 

отказы

 

электро

-

оборудования

 

исторически

 

подвергаются

 

тщатель

-

ным

 

расследованиям

В

 

свою

 

очередь

информация

 

по

 

плановым

 

ремонтам

 

представлена

 

в

 

меньшем

 

объеме

 

и

 

зачастую

 

противоречива

.

О

 

ПАРАМЕТРАХ

 

РЕМОНТОВ

 

ЭЛЕМЕНТОВ

 

РУ

 

Сложившийся

 

подход

 

анализа

 

ремонтных

 

параме

-

тров

 

элементов

 

энергосистем

 

по

 

аналогии

 

с

 

анали

-

зом

 

отказов

 

заключается

 

в

 

определении

 

параметра

 

частоты

 

и

 

продолжительности

 

плановых

 

ремонтов

 

на

 

основе

 

статистических

 

данных

которые

 

прибли

-

женно

 

характеризуют

 

поток

 

ремонтов

 

элементов

В

 

этом

 

вопросе

 

мало

 

что

 

изменилось

 

по

 

сравнению

 

с

 

данными

составленными

 

на

 

основе

 

рекомендаций

 

фирмы

 

ОРГРЭС

 

и

 

используемыми

 

с

 80-

х

 

годов

 

про

-

шлого

 

века

 [5, 6], 

которые

 

приведены

 

в

 

таблице

 1. 

Показательно

что

 

даже

 

данные

 

из

 

этих

 

источников

 

различаются

 

между

 

собой

.

Автором

 

рассмотрены

 

ремонты

 

элементов

 

РУ

 

220–500 

кВ

 

в

 

одном

 

из

 

крупнейших

 

регионов

 

стра

-

ны

 

и

 

выполнена

 

их

 

оценка

 

за

 

период

 

с

 01.01.2018 

г

по

 30.12.2020 

г

. (3654 

выключателей

-

лет

) — 

всего

 

4840 

простоев

 (3777 

и

 1063 

по

 

ОРУ

 220 

и

 500 

кВ

со

-

ответственно

). 

При

 

этом

 

в

 

рассмотрение

 

взяты

:

Рис

. 1. 

Схема

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

2C 220 

кВ

1C 220 

кВ

РЕЗЕРВ

РЕЗЕРВ

ВЛ

 220 

кВ

ВЛ

 220 

кВ ВЛ

 220 

кВ

ВЛ

 220 

кВ

ВЛ

 220 

кВ

ВЛ

 220 

кВ

ТС

 220 

АТГ

2

ТС

 220 

АТГ

1

Табл

. 1. 

Ремонтные

 

параметры

 

элементов

 

РУ

 220–500 

кВ

Тип

 

выключателя

Средняя

 

частота

 

простоев

, 1/

год

Средняя

 

продолжительность

 

простоев

 

при

 

ремонтах

T

п

ч

500 

кВ

220 

кВ

500 

кВ

220 

кВ

Показатели

 

прошлого

 

века

из

 [5]

Воздушный

2

2

175,2

87,6

Масляный

 –

2

37,2

Показатели

 

прошлого

 

века

из

 [6]

Воздушный

0,2

0,2

140,16

96,36

Маломасляный

0,14

Масляный

 

баковый

0,14

Фактические

 

текущие

 

показатели

Воздушный

 (

В

)

1,62

1,77

186,59

141,80

Маломасляный

 (

М

)

1,73

136,76

Масляный

 

баковый

 (

МБ

)

1,61

148,36

Элегазовый

 

баковый

 (

ЭБ

)

1,18

96,64

Элегазовый

 

колонковый

 (

ЭК

)

1,05

1,13

138,20

105,30

КРУЭ

0,54

87,19

Среднее

1,28

1,43

162,83

128,55

Фактические

 

показатели

 

для

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

Элегазовый

 

баковый

 (

ЭБ

)

1,00

132,74

 4 (73) 2022


background image

74

ОБОРУДОВАНИЕ

1) 

простои

 

элементов

 

только

 

тех

 

РУ

на

 

которых

 

в

 

рас

-

смотренный

 

период

 

не

 

менялись

 

выключатели

2) 

текущие

 

и

 

средние

 

ремонты

  (

принято

 

разли

-

чать

 

капитальный

средний

текущий

аварийный

 

и

 

восстановительный

 

ремонты

); 

капитальные

 

ре

-

монты

 

исключены

так

 

как

 

в

 

эту

 

категорию

 

попа

-

дают

 

работы

 

по

 

замене

 

выключателей

Полученные

 

значения

 

средних

 

частоты

 

 

и

 

про

-

должительности

 

T

п

 

простоев

 

элементов

 

РУ

 220–

500 

кВ

 — 

в

 

таблице

 1. 

Особо

 

выделены

 

ремонты

 

на

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

.

Заметно

 

преимущество

 

показателей

 

у

 

ячеек

 

с

 

эле

-

газовыми

 

выключателями

Однако

 

принципиальное

 

из

-

менение

 

на

 

порядок

 

и

 

более

 

у

 

ячеек

 

РУ

 

как

 

единых

 

эле

-

ментов

 

не

 

зафиксировано

Так

средняя

 

длительность

 

простоя

 

ячейки

 

ОРУ

 220 

кВ

 

с

 

элегазовым

 

колонковым

 

выключателем

 — 105 

ч

а

 

с

 

маломасляным

 — 137 

ч

.

По

 

сравнению

 

с

 

данными

 

из

 [5] 

текущие

 

показа

-

тели

 

находятся

 

на

 

сопоставимом

 

уровне

А

 

вот

 

по

 

сравнению

 

с

 

данными

 

из

 [6] 

можно

 

отметить

что

:

1) 

для

 

элементов

 

ОРУ

 500 

кВ

 

частота

 

простоев

 

вы

-

росла

 

в

 8 

раз

средняя

 

продолжительность

 

вырос

-

ла

 

в

 1,5 

раза

;

2) 

для

 

элементов

 

РУ

 220 

кВ

 

частота

 

простоев

 

вы

-

росла

 

в

 9–12 

раз

средняя

 

продолжительность

 

выросла

 

в

 1,5 

раза

.

Графическое

 

сопоставление

 

показателей

 

ремон

-

тов

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

виду

 — 

текущий

/

средний

 (

ТР

/

СР

и

 

по

 

категории

 — 

плановый

/

неплановый

  (

ПЛ

/

НПЛ

выполнено

 

на

 

рисунке

 2 

в

 

виде

 

диаграмм

.

На

 

диаграммах

 

рисунка

 2 

видно

что

– 

у

 

устаревших

 

типов

 (

В

М

МБ

длительность

 

СР

 

за

-

метно

 

превышает

 

длительность

 

ТР

у

 

современных

 

(

ЭБ

ЭК

длительности

 

СР

 

и

 

ТР

 

на

 

одном

 

уровне

;

– 

у

 

всех

 

типов

 

ТР

 

чаще

чем

 

СР

причем

 

соотноше

-

ние

 

их

 

частот

 

находится

 

в

 

довольно

 

узком

 

диапа

-

зоне

 (

от

 4 

до

 8);

– 

у

 

всех

 

типов

 

показатели

 

ПЛ

 

и

 

НПЛ

 

близки

 

и

 

сопо

-

ставимы

Выводы

 

о

 

том

что

 

текущие

 

ремонтные

 

показатели

 

уступают

 

показателям

имевшим

 

место

 

в

 

прошлом

 

веке

в

 

целом

коррелируются

 

с

 

выводами

 

из

 [7], 

где

 

исследованы

 

параметры

 

ре

-

монтов

 

линий

 

электропередачи

 

(

ЛЭП

). 

На

 

основании

 

обработки

 

представительной

 

статистической

 

выборки

 

в

 

другом

 

регионе

 

страны

 

за

 2014–2016 

годы

в

 

частности

приведены

 

графики

 

распределе

-

ния

 

числа

 

и

 

продолжительности

 

ремонтов

 

ЛЭП

 

в

 

основных

 

сетях

 

энергосистем

Сре

дняя

 

длит

ельность

ч

200
180
160
140
120
100

80
60
40
20

0

121

176

143

123

131

166

94

100

107

105

165

69

ПЛ

 

НПЛ

ПЛ

 

НПЛ

В

В

М

М

МБ

МБ

ЭБ

ЭБ

ЭК

ЭК

220-9

Н

 (

ЭБ

)

220-9

Н

 (

ЭБ

)

Част

от

а

, 1/

год

1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00

1,21

0,65

0,98

0,74

0,84

0,78

0,64

0,39

0,72

0,49

0,67

0,33

Сре

дняя

 

длит

ельность

ч

400

350

300

250

200

150

100

50

0

103

308

128

198

100

348

98

84

103

123

138

105

ТР

 

СР

В

В

М

М

МБ

МБ

ЭБ

ЭБ

ЭК

ЭК

220-9

Н

 (

ЭБ

)

220-9

Н

 (

ЭБ

)

Част

от

а

, 1/

год

1,60

1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00

1,42

0,34

1,51

0,22

1,30

0,31

1,02

0,15

1,00

0,13

0,83

0,17

ТР

 

СР

16%

14%

12%

10%

8%

4%

2%

0

1

2

 

1  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 

12

Рис

. 3. 

Распределения

 

числа

 (1) 

и

 

длительности

 (2) 

ремонтов

 

элементов

 

РУ

 

220 

кВ

 

по

 

месяцам

 

года

Рис

. 2. 

Диаграммы

 

показателей

 

ремонтов

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

виду

 

и

 

по

 

категории


background image

75

На

 

рисунке

 3 

построен

 

график

 

распределения

 

числа

 

и

 

длительности

 

элементов

 

РУ

 220 

кВ

 

по

 

меся

-

цам

 

года

График

 

крайне

 

похож

 

на

 

такой

 

же

 

график

 

для

 

ЛЭП

что

 

обусловлено

очевидно

сезонностью

О

 

СХЕМАХ

 

РУ

Итак

таблица

 1 

и

 

рисунок

 2 

демонстрируют

 

пре

-

имущество

 

элегазовых

 

выключателей

Достаточно

 

ли

 

оно

 

для

 

изменения

 

подходов

 

по

 

выбору

 

главных

 

схем

Напомним

одна

 

из

 

причин

 

для

 

отказа

 

от

 

об

-

ходной

 

системы

 

сборных

 

шин

 

заключается

 

в

 

том

что

 

применение

 

технически

 

более

 

совершенных

 

вы

-

ключателей

 

должно

 

позволить

 

совмещать

 

работы

 

на

 

ОРУ

 

с

 

простоями

 

ЛЭП

Для

 

ответа

 

на

 

поставленный

 

вопрос

 

рассмотрены

 

показатели

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

  (

рисунок

 1). 

Уже

 

на

 

рисунке

 2 

заметно

что

 

у

 

ячеек

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

несмотря

 

на

 

меньший

 

состав

 

электро

-

оборудования

средняя

 

длительность

 

простоев

 

боль

-

ше

чем

 

по

 

региону

Причем

 

длительность

 

плановых

 

ремонтов

 — 

больше

 

на

 2 

суток

а

 

неплановых

 — 

мень

-

ше

 

на

 1 

сутки

Целесообразно

 

разделить

 

показатели

 

по

 

назна

-

чению

 

ячейки

 — 

автотрансфор

-

матор

  (

АТ

)/

воздушная

 

ЛЭП

  (

ВЛ

(

рисунок

 4).

Диаграммы

 

рисунка

 4 

демон

-

стрируют

что

 

на

 

одном

 

и

 

том

 

же

 

ОРУ

 220 

кВ

 

условия

 

для

 

ремонтов

 

у

 

ячеек

 

существенно

 

отличают

-

ся

В

 

частности

по

 

сравнению

 

со

 

средними

 

значениями

 

по

 

регио

-

ну

у

 

ячеек

 

АТ

 

условия

 

лучше

 (

эти

 

ячейки

 

выводились

 

и

 

чаще

и

 

на

 

больший

 

срок

), 

не

-

плановые

 

простои

 

заметно

 

короче

В

 

то

 

же

 

время

у

 

ячеек

 

ВЛ

 

условия

 

хуже

  (

эти

 

ячейки

 

выводились

 

реже

), 

их

 

простои

 

длительнее

что

 

особенно

 

видно

 

у

 

неплановых

 

простоев

Заметен

 

эффект

что

 

совмещение

 

ремонтов

 

при

-

водит

 

к

 

увеличению

 

простоев

сложности

 

характер

-

ны

 

для

 

ячеек

 

ВЛ

присоединение

 

которых

 

выполнено

 

через

 

один

 

выключатель

Причина

вероятно

имен

-

но

 

в

 

совмещении

.

На

 

рисунке

 5 

приведен

 

график

 

распределения

 

ре

-

монтов

 

элементов

 

РУ

 220 

кВ

 

по

 

продолжительности

Он

 

интересен

 

тем

что

 

так

 

же

как

 

и

 

рисунок

 3, 

иденти

-

чен

 

аналогичному

 

графику

 

для

 

ЛЭП

 

из

 [7], 

но

 

прежде

 

всего

 

тем

что

 

имеет

 

характер

 

показательного

 

рас

-

пределения

которое

 

встречается

когда

 

имеют

 

дело

 

с

 

распределением

 

совершенно

 

случайных

 

событий

.

Мало

 

того

что

 

совмещение

 

само

 

по

 

себе

 

ослож

-

няется

 

синхронизацией

так

 

из

 

характера

 

графиков

 

следует

что

 

совмещать

 

требуется

 

два

 

независимых

случайных

 

во

 

времени

 

потока

 

ремонтов

По

 

всей

 

ви

-

димости

именно

 

это

 

и

 

обуславливает

 

то

что

 

значи

-

тельное

 

количество

 

простоев

 

будет

 

затягиваться

98

94

45

100

187

170

140

T

Р

ПЛ

ПЛ

T

Р

СР

НПЛ

НПЛ

СР

84

Среднее

 

по

 

региону

Среднее

 

по

 

региону

Среднее

 

по

 

региону

Среднее

 

по

 

региону

АТ

АТ

АТ

АТ

ВЛ

ВЛ

ВЛ

ВЛ

Част

от

а

, 1/

год

Част

от

а

, 1/

год

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00

0,83

0,64

0,39

0,92

0,42

0,50

0,28

0,17

0,33

1,08

0,67

0,06

Сре

дняя

 

длит

ельность

ч

Сре

дняя

 

длит

ельность

ч

111

86

142

180

Рис

. 4. 

Диаграммы

 

показателей

 

ремонтов

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

схеме

 220-9

Н

 

по

 

виду

 

и

 

по

 

категории

 

с

 

разбивкой

 

по

 

на

-

значению

 

ячеек

0  50 100 150 200 250 300 350 400

Длительность

 

ремонта

ч

До

л

я

, %

12%
10%

8%
6%
4%
2%
0%

2018

2019

2020

Рис

. 5. 

Распределение

 

ремонтов

 

элементов

 

РУ

 220 

кВ

 

по

 

продолжительности

200
180
160
140
120
100

80
60
40
20

0

200
180
160
140
120
100

80
60
40
20

0

 4 (73) 2022


background image

76

ОБОРУДОВАНИЕ

В

 

подтверждение

 

смоделировано

 

совмещение

 

ремонтов

 

ЛЭП

 

и

 

ячеек

 

ОРУ

 220 

кВ

 

с

 

элегазовыми

 

вы

-

ключателями

 (

один

 

выключатель

 

на

 

присоединение

 

без

 

обходной

 

системы

 

сборных

 

шин

). 

Моделирова

-

ние

 

выполнено

 

следующим

 

образом

:

1) 

для

 

ЛЭП

 

взято

 

распределение

 

ремонтов

 

из

 [7];

2) 

для

 

элементов

 

ОРУ

 — 

по

 

собранному

 

фактиче

-

скому

 

материалу

 

с

 

фильтром

 

по

 

типу

 (

для

 

элега

-

зовых

 

выключателей

); 

3) 

перемешанные

 

случайным

 

образом

 

два

 

потока

 

совмещены

а

 

итоговое

 

время

 

общего

 

простоя

 

принято

 

максимальным

 

из

 

двух

 (

обратный

 

конец

 

ЛЭП

 

условно

 

не

 

учтен

);

4) 

полученный

 

поток

 

ранжирован

 

по

 

длительности

.

Результаты

 

моделирования

 

приведены

 

на

 

рисун

-

ке

 6 (

показаны

 3 

опыта

). 

Видно

что

 

при

 

совмеще

-

нии

 

ремонтов

 

длительность

 

простоев

 

увеличивается

 

в

 

среднем

 

более

 

чем

 

на

 60%. 

Справочно

аналогичные

 

результаты

 

были

 

полу

-

чены

 

и

 

при

 

моделировании

 

совмещения

 

простоев

 

элементов

 

ОРУ

 

и

 

АТ

.

Многие

 

элегазовые

 

выключатели

 

произведены

 

за

 

рубежом

Дилеры

 

и

 

ранее

 

не

 

имели

 

большого

 

запа

-

са

 

деталей

а

 

после

 

ввода

 

санкционных

 

ограничений

 

эта

 

проблема

 

может

 

вырасти

 

кратно

Альтернативой

 

могут

 

стать

 

схемы

 

с

 

трехмерным

 

принципом

 

соединения

предложенные

 

в

 [4], 

позволя

-

ющие

 

выводить

 

электрооборудование

 

без

 

отключе

-

ния

 

присоединения

без

 

секций

/

систем

 

сборных

 

шин

ОЦЕНКА

 

ПОЛУЧЕННЫХ

 

ЗНАЧЕНИЙ

 

РЕМОНТНЫХ

 

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

В

 

продолжение

 

вопроса

 

о

 

ремонтных

 

показателях

 

элементов

 

ОРУ

 

и

 

их

 

зависимости

 

от

 

типа

 

оборудова

-

ния

выполнен

 

анализ

 

собранных

 

данных

 

по

 

ремонтам

 

с

 

использова

-

нием

 

математического

 

аппарата

Математических

 

методов

 

оцен

-

ки

 

не

 

так

 

много

Большинство

 

из

 

них

 

сводится

 

к

 

трем

 

основным

 

направлениям

корреляционному

 

анализу

регрессионному

 

анали

-

зу

 

или

 

методу

 

экспертных

 

оценок

Выбран

 

метод

 

регрессионного

 

анализа

.

Регрессионный

 

анализ

 — 

форма

 

статистического

 

анализа

используемого

 

для

 

прогнозов

Позволяет

 

оценить

 

степень

 

связи

 

между

 

переменными

пред

-

лагая

 

механизм

 

вычисления

 

предполагаемого

 

значе

-

ния

 

переменной

 

из

 

нескольких

 

уже

 

известных

 

значе

-

ний

В

 

ходе

 

регрессионного

 

анализа

 

решаются

 

две

 

основные

 

задачи

1) 

построение

 

уравнения

 

регрессии

то

 

есть

 

нахож

-

дение

 

вида

 

зависимости

 

между

 

результатным

 

по

-

казателем

 

и

 

независимыми

 

факторами

2) 

оценка

 

значимости

 

полученного

 

уравнения

то

 

есть

 

определение

 

того

насколько

 

выбранные

 

фак

-

торные

 

признаки

 

объясняют

 

вариацию

 

признака

.

В

 

качестве

 

наблюдений

 

выбраны

 

разные

 

области

 

энергорайона

Регрессионная

 

статистика

 

представ

-

лена

 

в

 

таблице

 2.

По

 

итогам

 

регрессионного

 

анализа

 

зависимости

 

количества

 

ремонтов

 

на

 

ОРУ

 220 

кВ

 

от

 

их

 

количе

-

ства

 

по

 

типам

 

выключателей

1) 

подтверждено

что

 

тип

 

выключателя

 

влияет

 

на

 

ча

-

стоту

 

простоев

 

ячейки

коэффициент

 

А

 

статисти

-

чески

 

не

 

значим

;

2) 

наибольшая

 

частота

 

простоев

 — 

у

 

ячеек

 

ОРУ

 

с

 

воздушными

 

выключателями

наименьшая

 — 

с

 

элегазовыми

 

баковыми

 (

частота

 

у

 

ячеек

 

с

 

воз

-

душными

маломасляными

 

и

 

масляными

 

бако

-

выми

 

выключателями

 

находится

 

примерно

 

на

 

одном

 

уровне

аналогично

 

у

 

ячеек

 

с

 

элегазо

-

выми

 

баковыми

 

и

 

элегазовыми

 

колонковыми

при

 

этом

 

данные

 

уровни

 

различаются

 

между

 

собой

);

3) 

применение

 

регрессионного

 

анализа

 

при

 

анализе

 

ремонтов

 

оборудования

 

в

 

энергосистемах

 

подхо

-

дит

 

для

 

оценки

 

реальных

 

объектов

;

Длительность

 

ремонта

ч

0  50 100 150 200 250 300 350 400

До

л

я

, %

12%
10%

8%
6%
4%
2%
0%

1

2

3

Рис

. 6. 

Смоделированное

 

распределение

 

совмещенных

 

ремонтов

 

ЛЭП

 

и

 

эле

-

ментов

 

ОРУ

 220 

кВ

 

по

 

продолжительности

Табл

. 2. 

Регрессионная

 

статистика

 

для

 

ОРУ

 220 

кВ

 

между

 

количеством

 

ремонтов

 

и

 

количеством

 

выключателей

 

по

 

типам

Тип

 

выключателя

В

М

МБ

ЭБ

ЭК

Среднее

Линейная

 

связь

 

Имеется

Связь

 

сильная

 

и

 

прямая

Множественный

 R

0,979

0,999

0,995

0,986

0,985

0,994

R-

квадрат

0,959

0,997

0,990

0,973

0,971

0,987

Нормированный

 R-

квадрат

0,626

0,831

0,824

0,806

0,804

0,821

Стандартная

 

ошибка

24,386

6,773

26,058

20,755

16,476

69,150

Количество

 

наблюдений

4

7

7

7

7

7

По

 

критерию

 

Стьюдента

Зависимость

 

вида

 

y

 = 

А

 + 

В

 

 

x

Коэффициент

 

А

 

статистически

 

незначим

Коэффициент

 

В

 

статистически

 

значим

Частота

 

простоев

 (

коэффициент

 

В

), 1/

год

 1,683

1,737

1,572

1,019

1,191

1,414

Длительность

 

ремонта

ч


background image

77

4) 

полученная

 

математическая

 

модель

 

демонстри

-

рует

 

довольно

 

высокую

 

точность

.

Возрастное

 

распределение

 

электрооборудования

 

не

 

позволяет

 

получить

 

регрессионную

 

статистику

 

по

 

возрастным

 

группам

Проведенный

  (

в

 

урезанном

 

виде

регрессионный

 

анализ

 

выявил

 

отсутствие

 

за

-

висимости

Показателен

 

рисунок

 7, 

демонстриру

-

ющий

что

 

в

 

возрастных

 

группах

 

до

 25 

лет

включи

-

тельно

преобладают

 

элегазовые

 

выключатели

Этот

 

же

 

рисунок

 

в

 

некоторой

 

степени

 

демонстрирует

что

 

частота

 

и

 

длительность

 

ремонтов

 

с

 

возрастом

 

не

 

увеличиваются

.

ВЫВОДЫ

На

 

основании

 

обработки

 

представительной

 

ста

-

тистической

 

выборки

 

в

 

одном

 

из

 

регионов

 

страны

 

за

 2018–2020 

годы

 

получены

 

текущие

 

показатели

 

частоты

 

и

 

времени

 

простоя

 

элементов

 

ОРУ

 220–

500 

кВ

Математический

 

анализ

 

показал

что

 

частота

 

и

 

длительность

 

простоя

 

ячейки

 

ОРУ

 

зависят

 

от

 

типа

 

выключателя

 

и

 

практически

 

не

 

зависят

 

от

 

его

 

возрас

-

та

При

 

этом

 

можно

 

отметить

:

1. 

Внедрение

 

элегазовых

 

выключателей

 

снизило

 

ча

-

стоту

 

и

 

длительность

 

простоев

 

элементов

 

ОРУ

 

по

 

энергосистеме

 

в

 

целом

2. 

Достигнутые

 

показатели

 

недостаточны

 

для

 

упро

-

щения

 

главных

 

схем

 

и

 

отказа

 

от

 

обходных

 

систем

 

шин

так

 

как

 

последнее

 

вызывает

 

обратный

 

эф

-

фект

 — 

увеличение

 

простоев

 

основных

 

элемен

-

тов

 

сети

 (

ВЛ

 

и

 

АТ

), 

оценочно

 

до

 60%.

3. 

Соглашаясь

 

с

 

выводом

 

о

 

том

что

 

существенное

 

количество

 

отказов

 

РУ

 

обусловлено

 

наличием

 

сис

-

тем

 

сборных

 

шин

  (

показано

 

в

 [3]), 

предлагается

 

иное

 

решение

Глубинная

 

причина

 — 

в

 

схемной

 

топологии

ее

 

и

 

нужно

 

менять

а

 

именно

 

приме

-

нять

 

трехмерную

 

топологию

  (

предложено

 

в

 [4]). 

В

 

электрических

 

схемах

 

с

 

трехмерным

 

принципом

 

соединения

 

отсутствуют

 

секции

/

системы

 

сборных

 

шин

а

 

коллизия

 

выбора

 

между

 

ними

 

устраняется

 

принципиально

ЛИТЕРАТУРА

1. 

СТО

 56947007-29.240.30.010-2008. 

Схемы

 

принципиальные

 

электриче

-

ские

 

распределительных

 

устройств

 

подстанций

 35–750 

кВ

Типовые

 

решения

Стандарт

 

организации

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

». 

М

.: 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

», 

2007, 

п

. 1.8.4. 132 

с

.

2. 

Положение

 

о

 

технической

 

полити

-

ке

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» (

ред

. 2011 

г

.), 

п

. 2.2.1. URL: https://docs.cntd.ru/

document/1200092834.

3. 

Абдурахманов

 A.M., 

Мисриханов

 

М

.

Ш

., 

Федоров

 

В

.

Е

., 

Шунтов

 

А

.

В

Об

 

изменении

 

подходов

 

к

 

приме

-

нению

 

рабочих

резервных

 

и

 

об

-

ходных

 

систем

 

сборных

 

шин

 

под

-

станций

 // 

Электрические

 

станции

2009, 

 4. 

С

. 23–28.

4. 

Гринев

 

Н

.

В

Новый

 

способ

 

постро

-

ения

 

схем

 

распределительных

 

устройств

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

, 2021, 

 5(68). 

С

. 120–125.

5. 

Справочник

 

по

 

проектированию

 

электроэнергетических

 

систем

 / 

Под

 

ред

С

.

С

Рокотяна

 

и

 

И

.

М

Ша

-

пиро

М

.: 

Энергоатомиздат

, 1985. 

352 

с

.

6. 

Файбисович

 

Д

.

Л

., 

Карапетян

 

И

.

Г

., 

Шапиро

 

И

.

М

Справочник

 

по

 

про

-

ектированию

 

электрических

 

сетей

М

.: 

ЭНАС

, 2012. 376 

с

.

7. 

Абдурахманов

 

А

.

М

., 

Глушкин

 

С

.

В

., 

Протасенко

 

И

.

С

., 

Шунтов

 

А

.

В

О

 

характеристиках

 

надежности

 

воздушных

 

линий

 

основной

 

сети

 

энергосистем

 // 

Электричество

2018. 

 8. 

С

. 12–17.

REFERENCES
1.  Company Standard STO 56947007-

29.240.30.010-2008. Single-line dia-
grams of switchgears at 35-750 kV 
substations. Typical designs. JSC FGC 
UES company standard. Moscow, JSC 
FGC UES, 2007. 132 p. (In Russian)

2. Regulations on JSC FGC UES 

technical policy (edition of 2011). 
URL: https://docs.cntd.ru/docu-
ment/1200092834.

3. Abdurakhmanov A.M., Misrikhanov 

M.Sh., Fedorov V.E., Shuntov A.V. 
On changing of approaches to ap-

plication of operating, backup and 
bypass busbar systems of substa-
tions // 

Elektricheskiye stantsii

 [Elec-

tric power stations], 2009, no. 4, 
pp. 23-28. (In Russian)

4.  Grinev N.V. A new method of switch-

gear design // 

ELEKTROENER-

GIYA. Peredacha i raspredeleniye 

[ELECTRIC POWER. Transmission 
and Distribution], 2021, no. 5(68), 
pp. 120-125. (In Russian)

5. Guide on power system design / 

Edited by Rokotyan S.S. and Sha-

piro I.M. Moscow, Energoatomizdat 
Publ., 1985. 352 p. (In Russian)

6.  Faybisovich D.L., Karapetyan I.G., 

Shapiro I.M. Guide on electric net-
work design. Moscow, ENAS Publ., 
2012. 376 p. (In Russian)

7.  Abdurakhmanov A.M., Glushkin S.V., 

Protasenko I.S., Shuntov A.V. On 
reliability characteristics of over-
head transmission lines of the bulk 
power system // 

Elektrichestvo

 [Elec-

tricity], 2018, no. 8, pp. 12-17. (In 
Russian)

Рис

. 7. 

Длительность

 

и

 

частота

 

ремонтов

 

по

 

возрастным

 

группам

101

90

Част

от

а

, 1/

год

2

1,5

1

0,5

0

1,04

1,05

1,12

1,61

1,63

1,55

1,85

Сре

дняя

 

длит

ельность

ч

143

146

133

163

144

200

160

120

80

40

20

0

0–15

0–15

16–20

15–20

Возраст

лет

Возраст

лет

21–25

20–25

26–30

25–30

31–35

30–35

36–40

35–40

41 

и

 

более

41 

и

 

более

 4 (73) 2022


Оригинал статьи: О ремонтах оборудования распределительных устройств 220‑500 кВ узловых подстанций и их схемах

Ключевые слова: распределительное устройство, схема электрических соединений, ремонт высоковольтного оборудования

Читать онлайн

Получены текущие ремонтные показатели элементов распределительных устройств (РУ) 220–500 кВ. Показано, что внедрение элегазовых выключателей снизило простои ячеек РУ в целом по энергосистеме, однако достигнутые показатели недостаточны для упрощения главных схем и отказа от обходных систем сборных шин.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»