Электротехническая энциклопедия Электротехническая библиотека Магазин электротехнической книги   В выпуске Новости Проблеммы организации эксплуатации электрической сети в современных условиях Выбор целесообразной системы технического обслуживания и ремонта электрической сети Периодичность контроля режимов работы электрической сети Определение периодичности испытаний силовых кабельных линий 6 — 10 кВ повышенным напряжением Что почитать Новости Здравствуйте уважаемые читатели рассылки! В этом выпуске рассылки я познакомлю Вас с книгой профессора, д.т.н. Михаила Андреевича Короткевича "Основы эксплуатации электрических сетей". Эта книга - результат более чем 30-летней научной и преподавательской деятельности М. А. Короткевича.  Она мне интересна еще и тем, что автор книги работает на кафедре "Электрические системы и сети" Белорусского национального технического университета, где я имел счастье когда-то учиться. Автор книги вобще является довольно интересным человеком со своим оригинальным взглядом на очень многие вопросы. Причем все свои идеи и теории он умеет очень здорово обосновывать и доказывать. Все это безусловно отразилось и в его книге. Учебники и учебные пособия для студентов электроэнергетических специальностей вузов по эксплуатации электрических сетей в СССР не издавались. В единственном отражающем эти вопросы учебном пособии Я. Д. Баркана «Эксплуатация электрических систем» (М.: Высш. шк., 1990) проблемы эксплуатации электрических сетей рассмотрены в основном в части, относящейся к оперативно-диспетчерскому управлению. Восполнить пробел в освещении темы производственного управления электрическими сетями вполне может, на мой взгляд, эта книга. При написании книги Короткевич М. А. результаты научно-исследовательской работы и большое количество ранее опубликованных им монографий и учебно-методические разработок. В этом выпуске рассылки мы познакомимся с отдельными интересными фрагментами книги. Ведущий рассылки: Андрей Повный Е-mail: electroby@mail.ru Обзор книги Проблеммы организации эксплуатации электрической сети в современных условиях Организация эксплуатации распределительной электрической сети в настоящее время сталкивается с рядом существенных трудностей, связанных с крайне медленным внедрением достижений науки и техники в практику строительства и эксплуатации электрических сетей. К основным из них относятся: ∙ применение в сетях оборудования устаревших образцов; ∙ отсутствие в электрических сетях современного специализированного оборудования (трансформаторов с твердой или элегазовой изоляцией, выключателей вакуумных или с элегазовой изоляцией; комплектного малогабаритного оборудования распределительных устройств напряжением 6—10 кВ с твердой изоляцией), что приводит к значительным объемам строительной части при сооружении за крытых ТП, увеличению стоимости сети и расходов на обслуживание как строительной части, так и электрооборудования; в настоящее время указанное оборудование в электрических сетях только начинает применяться; ∙ высокая повреждаемость электрических сетей; ∙ построение городской сети напряжением 6—20 кВ с РП, что увеличивает как стоимость сети, так и ее повре ждаемость (особенно в условиях дефицита квалифициро ванного обслуживания); ∙ необходимость выполнения ремонтных работ на месте установки оборудования из-за его больших габаритов; ∙ слабая насыщенность средствами механизации работ по сооружению и эксплуатации сетей, особенно средствами механизации по производству земляных работ в кабельных сетях (монтаж соединительных муфт и раскопка кабельных трасс составляют свыше 50% общего объема работ в городской сети); ∙ недостаточная обеспеченность измерительной и испытательной техникой; ∙ недостаточная автоматизация сети; ∙ трудности с материальным снабжением материалами, изделиями, инструментами и приспособлениями ши рокой номенклатуры относительно небольшого объема, что отрицательно сказывается на качестве ремонтных работ и надежности сети; ∙ отсутствие понятного обоснования продолжительности межремонтного периода и промежутков времени между работами по техническому обслуживанию, а также затрат на эксплуатацию сети (для одного и того же обо рудования, работающего в одних и тех же условиях, пе риодичность выполнения ремонтных работ и обслужива ния неоднократно изменялась); ∙ несовершенство существующей методики технико-экономических расчетов, не позволяющей обосновать применение современного, более удобного в эксплуатации и более надежного в работе, но вместе с тем и более дорогого оборудования; ∙ дефицит квалифицированной рабочей силы из-за нерационального ее использования, высокой доли ручного труда, тяжелых производственных условий (необходимость выполнения работ на открытом воздухе в любое время года), снижение престижа профессии электромонтера и т. д. Отмеченные трудности приводят к росту численности электросетевого персонала для проведения ремонта и о служивания электрических сетей, объем которых непрерывно возрастает. Однако обеспечить увеличение количества работающих не всегда представляется возможным. Недостаток квалифицированной рабочей силы приводит к тому, что требуемый правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей объем работ по техническому обслуживанию и ремонту в течение года не может быть выполнен. Создавшееся положение обусловливает принятие решения о существенном увеличении периода времени между работами по техническому обслуживанию и ремонту элементов электрической сети. Негативные стороны данного решения связаны с возможностью роста повреждаемости и отказов элементов сети и, следовательно, с повышением вероятности недоотпуска электроэнергии потребителям, а в отдельных случаях — и с повышением вероятности несчастных случаев с электросетевым персоналом (например, в результате взрыва высоковольтных масляных выключателей). Поэтому весьма актуально рассмотрение эффективности применяемой в настоящее время системы планово-предупредительных ремонтов распределительной электрической сети, а также определение оптимальных затрат и периодичностей выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту электросетевых объектов. Поставленные задачи решаются на основе минимизации расходов на техническое обслуживание и ремонт электрической сети с учетом изменения вероятных недоотпусков электроэнергии потребителям, снижения качества и увеличения стоимости потерянной электроэнергии при питании потребителей по ремонтным схемам внешней электроснабжающей сети. Выбор целесообразной системы технического обслуживания и ремонта электрической сети Элементы электрической сети относятся к классу ремонтируемых или восстанавливаемых, за исключением отдельных из них (изоляторы, кабельные муфты, трансформаторы тока с литой изоляцией и т. п.), которые при отказах заменяются новыми. Следовательно, нормальное функционирование электросетевых объектов, свойства которых ухудшаются в процессе эксплуатации, может быть обеспечено своевременным техническим обслуживанием и ремонтом. Применяемая в настоящее время система планово-предупредительных ремонтов объектов распределительной электрической сети предусматривает проведение работ по техническому обслуживанию (с заранее установленными периодичностью и объемом) и ремонту (капитальному или текущему) как с регламентированной периодичностью, так и с периодичностью, определяемой по результатам анализа технического состояния электросетевых объектов. Объем ремонта устанавливается по данным технического обслуживания и анализа состояния элементов сети. Система планово-предупределительных ремонтов не исключает, как известно, вероятности отказов оборудования линий и, следовательно, необходимости выполнения в случайные моменты времени аварийно-восстановительных ремонтов, которые по своим объемам могут быть как капитальными, так и текущими. Плановые ремонты объектов электрической сети производятся независимо от появления отказов; если до планового ремонта наступает отказ какого-либо элемента сети, то он ремонтируется и объект продолжает работать до очередного планового ремонта. Здесь оборудование может выводиться в плановый ремонт с большой остаточной работоспособностью, т. е. при не полностью использованном ресурсе. Организация эксплуатации распределительной электрической сети непрерывно возрастающего объема в соответствии с системой планово-предупредительных ремонтов наталкивается в настоящее время на необходимость увеличения численности электросетевого персонала, что приводит к увеличению стоимости передачи электроэнергии. При создавшемся положении актуально рассмотрение эффективности действующей системы технического обслуживания и ремонта электросетевых объектов и сравнение ее с другими системами, например системами аварийно-восстановительных ремонтов и ремонтов по техническому состоянию. Система аварийно-восстановительных, или неплановых, ремонтов предполагает восстановление работоспособности объектов электрической сети только после внезапного выхода их из строя. Здесь не предусматривается выполнение плановых ремонтов. Сумма расходов на проведение аварийно-восстановительных работ из-за возможного увеличения количества отказов может превышать соответствующие расходы при системе планово-предупредительных ремонтов. Техническое обслуживание объектов сети может либо вообще не осуществляться, либо строиться в соответствии с действующей в настоящее время системой планово-предупредительных ремонтов. Система ремонтов по техническому состоянию электросетевых объектов предполагает вывод в плановый ремонт оборудования и линий только при достижении ими предельного состояния. Важнейшая роль здесь отводится более частой диагностике и контролю состояния элементов сети с целью своевременного выявления, наблюдений и прогнозирования деградаций отдельных деталей и узлов. Данная система ремонтов оборудования и линий требует дополнительных затрат на техническое обслуживание и не исключает полностью вероятность неплановых ремонтов. По сравнению с системой планово-предупредительных ремонтов рассматриваемая система существенно снижает вероятность отказа элементов сети. Наиболее целесообразна та из указанных систем технического обслуживания и ремонта, которая обеспечивает наименьшие расходы на распределение электроэнергии. Затем после целого сравнения всех возможных подходов к ремонту электрооборудолвания и проведения  комплексной оценки эффективности с использования метода многоцелевой оптимизации автор книги приходит к выводу, что ... если наиболее важные цели состоят в обеспечении минимального количества квалифицированного персонала, привлекаемого для эксплуатации электрической сети, или максимального удобства обслуживания электрической сети. В этих случаях более предпочтительна система аварийных ремонтов. Для оборудования, проработавшего установленный срок, предпочтительна система планово-предупредительных ремонтов. Периодичность контроля режимов работы электрической сети Контроль режимов работы электрической сети производится по результатам измерений токов и напряжений переносными приборами с периодичностью 2 раза в год (в режиме максимальных и минимальных нагрузок). При максимальных нагрузках особое внимание уделяется уровням напряжения у наиболее удаленных потребителей и степени загрузки трансформаторов и линий. При минимальных нагрузках анализируются уровни напряжения у близлежащих к центру питания потребителей и обосновывается режим работы двухтрансформаторных подстанций. Избежать чрезмерного повышения напряжения в режиме минимальных нагрузок возможно путем соответствующего регулирования напряжения у трансформаторов центра питания, обеспечивая требуемый уровень напряжения на шинах 6 и 10 кВ. Следовательно, необходимость измерения напряжения в режиме минимальных нагрузок на однотрансформаторных подстанциях распределительной сети сомнительна. Рассмотрим режим максимальных нагрузок. Ток нагрузки линий напряжением 6 и 10 кВ, соответствующий экономической плотности тока, всегда в несколько раз (3—6) меньше длительно допустимого тока по условиям нагрева проводов. Пусть закон изменения (роста) тока нагрузки во времени имеет вид I1 = Iо(1 + qt), (1) где I1, I0 — значения максимального тока нагрузки соответственно в год и в t и в первоначальный период; q — коэффициент, характеризующий темп роста нагрузки. Из выражения (1) установим продолжительность периода времени t, в течение которого ток It, достигает допустимого значения Iд по условию нагрева проводов:  t = 1/q (Iд/Iо - 1) (2) Из формулы (2) видно, что при q = 0,1 и Iд/Iо = 3 - 6  t = 20 — 50 лет. Таким образом, контроль за нагревом проводов, выбранных по экономической плотности тока, длительно допустимым током нагрузки не представляется целесообразным. Это становится более очевидным при меньших значениях q. Так, при q = 0 It = Iо, и периодические измерения нагрузки не дадут никакой новой информации для последующего анализа. При первоначальной нагрузке трансформатора, составляющей 70% его номинальной мощности, первый контроль нагрузки должен быть произведен через 4 года (при q = 0,1) и не производится вообще при q = 0,01 (так как срок службы трансформатора составляет 25 лет). Аналогичные выводы могут быть сделаны и для линий электропередачи низкого напряжения. Здесь, однако, следует учитывать, что при измерениях одновременно проверяется равномерность распределения нагрузок по фазам линий напряжением 0,38 кВ. Известно, что износ витковой изоляции масляных силовых трансформаторов есть функция его нагрузки. Поэтому, используя суточный или годовой график нагрузки по продолжительности, можно определить примерный относительный износ изоляции данного вида в течение рассматриваемого времени. Если не наблюдается превышение нагрузки трансформатора выше номинального значения, то изоляция будет находиться в исправном состоянии не менее расчетного срока службы. Следовательно, контроль состояния витковой изоляции трансформаторанеобходимо организовывать при имевших место случаях превышения номинальной нагрузки трансформатора. Таким образом, контрольные замеры нагрузок трансформаторных подстанций и линий распределительной сети могут быть оправданы лишь в первые годы эксплуатации, когда необходимо установление закона изменения нагрузки по времени, а также когда оценивается несимметрия нагрузок в сетях низшего напряжения или когда данные замеров используются в расчетах режимов работы сети. Определение периодичности испытаний силовых кабельных линий 6 — 10 кВ повышенным напряжением Испытание отключенных силовых кабельных линий 6—10 кВ городской электрической сети повышенным напряжением, имеющее целью предупреждение возможных отказов этих линий под рабочим напряжением, относится к разрушающим методам диагностики состояния изоляции кабельных линий вследствие того, что изоляция кабеля, имеющая дефекты, при указанных испытаниях должна пробиваться. В результате возникает необходимость проведения большого объема работ по капитальному ремонту линии (определение места повреждения, раскопка участка трассы, вырезка поврежденного участка, вставка нового отрезка кабеля, монтаж соединительных муфт, испытание кабельной линии, восстановление наружного покрова трассы), что в условиях дефицита рабочей силы и требуемых материалов приводит к длительному ожиданию начала производства ремонтных работ отказавших кабельных линий. К существенным недостаткам указанного метода диагностики состояния изоляции кабельных линий следует отнести: ∙ высокую степень повреждаемости кабельных линий при их испытаниях повышенным напряжением, достигающую 1,0—1,4 повреждений под рабочим напряжением; ∙ невозможность оценки состояния и степени снижения электрической прочности изоляции кабельной ли нии, а также выявления характеристик имеюшихся дефектов и закона их изменения, что не исключает вероят ность пробоя кабеля под рабочим напряжением в период между очередными испытаниями; ∙ значительные затраты труда и расход ресурса коммутационной аппаратуры при подготовке рабочего места и обратном включении кабельной линии под рабочее на пряжение; ∙ вероятный недоотпуск электроэнергии потребителям при проведении испытаний нерезервированных кабельных линий. Указанные недостатки обусловливают настоятельную необходимость разработки неразрушающих методов диагностики состояния изоляции кабельных линий, а также определения оптимальной периодичности проведения испытаний повышенным напряжением. Директивно устанавливаемые в разные годы периодичности испытаний кабельных линий повышенным напряжением (для одной и той же структуры изоляции) отличаются друг от друга. Кроме того, в различных электросетевых предприятиях используют свои периодичности испытаний участков кабельных линий, не равных нормативным. Поэтому применительно к данному методу диагностики состояния изоляции кабельной линии попытаемся определить оптимальную периодичность выполнения рассматриваемой работы по техническому обслуживанию. В дальнейшем автор книги определяет рациональные интервалы времени между последующими испытаними резервированной кабельной линии на основе соотношений стоимости испытаний и стоимости вероятных аварийных и плановых ремонтов. Результаты этой работы Вы сможете прочитать в книге М. А. Короткевича (смотрите раздел рассылки "Что почитать"). Что почитать Полезные книги по теме этого выпуска рассылки: 1. Короткевич М. А. "Эксплуатация электрических сетей". В этой книге изложены вопросы построения схем электрических сетей, организации и технологии выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту воздушных и кабельных линий электропередачи, распределительных устройств и трансформаторных подстанций. Большое внимание уделено технико-экономическому обоснованию важнейших направлений совершенствования эксплуатации электрических сетей. 2. Файбисович Д.Л. "Справочник по проектированию электрических сетей". В спарвочнике приводятся сведения по проектированию электрических сетей энергосистем, методам технико-экономических расчетов, выбору параметров и схем сетей, данные по электрооборудованию, воздушным и кабельным линиям и по стоимости элементов электрических сетей. Справочник предназначен для инженеров, занятых проектированием и эксплуатацией энергетических систем и электрических сетей, а также студентов энергетических ВУЗов. 3. Герасименко А., Федин В. "Передача и распределение электрической энергии". В учебном пособии даны основы теории и принципы построения и функционирования систем передачи и распределения электрической энергии. Рассмотрены методы расчета и анализа параметров и рабочих режимов электрических сетей инженерными и численными методами, реализуемыми на ЭВМ. Приведены характеристики многорежимности и методы расчета потерь электроэнергии, рассмотрены принципы построения и оптимизации проектных решений и анализа эксплуатационных режимов и управления ими. Приведены примеры решения задач с подробными пояснениями. В приложении даны справочные материалы, необходимые для решения задач по всему содержанию книги. Обратите Ваше внимание также на книгу Водянникова В.Т. "Организационно-экономические основы сельской электроэнергетики". В книге излагаются экономические основы сельской электроэнергетики, организационно-экономические основы РАО "ЕЭС России", вопросы организации проектирования и строительства сельских электроэнергетических объектов, организации электроснабжения и рационального применения электроэнергии в сельском хозяйстве, освещаются проблемы производственной деятельности предприятий сельской электроэнергетики в условиях формирования рыночной экономики. Найти все эти книги можно перейдя по этой ссылке: http://knigi.povny.info/b_setisist.htm  Всего хорошего! Андрей Повный, electroby@mail.ruu Электротехническая библиотека - http://electrolibrary.narod.ru/ Наверх Copyright © 2006 by Повный Андрей . Все права защищены. Разрешается републикация материалов рассылки  с обязательным указанием ссылки  на сайт "Электротехническая билиотека" - http://electrolibrary.narod.ru/