Andrzej Ł CHOJNACKI Politechnik Świętokrzysk w Kielcch, Zkłd Podstw Energetyki doi:0599/82060639 Prmetry i włściwości niezwodnościowe stcji GPZ i RS Streszczenie Stcje elektroenergetyczne 0kV/SN są oczątkowymi elementmi systemu dystryucji energii elektrycznej Ich włściwości niezwodnościowe w zncznej mierze wływją n jkość i niezwodność dostw energii do odiorców W rtykule zrezentowne zostły wyniki nliz niezwodnościowych stcji trnsformtorowo-rozdzielczych 0kV/SN orz stcji rozdzielczych RS Wyznczone zostły modele niezwodnościowe czsu trwni odnowy stcji, czsu trwni wyłączeń wryjnych, czsu rzerw w zsilniu odiorców, tkże wrtości energii elektrycznej niedostrczonej do odiorców Przerowdzon zostł nliz sezonowości orz rzyczyn wrii Określony zostł wływ temertury otoczeni n intensywność uszkodzeń elementów stcji 0kV/SN orz rozdzielni sieciowych SN Astrct 0 kv / MV sttions re the initil elements of the electricity distriution system Their reliility chrcteristics lrgely ffect on the ulity nd reliility of energy suly to consumers The er resented the results of reliility nlyzes of 0kV / MV trnsformer sttion nd switchger sttions In er hve een determined reliility models of durtion of rechrge of sttion, the durtion of the emergency shutdowns, time of ower outges, s well s the vlue of undelivered electricity to customers Were crried out n nlysis of sesonlity nd filure cuses Ws defined mient temerture effect on the intensity of dmge elements of 0kV / MV sttions nd MV distriution sttions (Reliility Prmeters And Chrcteristics of Min Suly Points And Switchger Sttions) Słow kluczowe: stcje GPZ, rozdzielnie sieciowe RS, niezwodność, wryjność, modele niezwodnościowe Keywords: min suly oints, switchger sttions, reliility, filure, reliility models Wstę Stcje elektroenergetyczne dzieli się n stcje zsiljące orz odiorcze Jest to oczywiście odził umowny, ze względu n fkt, iż kżd stcj może ełnić rolę stcji odiorczej dl sieci wyższego rzędu orz rolę stcji zsiljącej dl sieci niższego rzędu W tym kontekście stcje 0kV/SN są stcjmi odiorczymi dl sieci 0kV orz stcjmi zsiljącymi dl sieci dystryucyjnych SN W zleżności od ełnionej funkcji stcje te określmy minem głównego unktu zsiljącego (GPZ) lu rozdzielczego unktu zsiljącego (RPZ) Stcje te możn uznć z oczątkowy element sieci dystryucyjnych (w niektórych rzydkch elementem tym są linie 0kV) Z nich wyrowdzne są ciągi liniowe SN zsiljące stcje trnsformtorowo-rozdzielcze SN/nN W sytucji w której nie m możliwości dorowdzeni linii 0kV i udowy stcji 0kV/SN, zstęuje się je stcjmi rozdzielczymi, tzw rozdzielnimi sieciowymi RS Stcje te zsilne są ze stcji 0kV/SN, n oziomie nięci średniego, klmi o rzekrojch rzekrczjących 20 mm 2 AL Stąd doiero energi jest rozdzieln między stcje SN/nN [8] Stcje elektroenergetyczne 0kV/SN są jednymi z njwżniejszych elementów systemu dystryucyjnego energii elektrycznej Gruują one istotne dl rcy sieci urządzeni 0kV orz średniego nięci, urządzeni omirowe, zezieczeni, czy też ukłdy telemechniki Głównym zdniem stcji jest rzetwrznie i rozdził energii elektrycznej między oszczególnych odiorców rzy zchowniu odowiednio wysokiego oziomu niezwodności tych dostw Stcje te udowne są zzwyczj jko nowietrzne z rozdzielnią wnętrzową Są one zzwyczj stcjmi dwutrnsformtorowymi Niestety owszechnym zjwiskiem są tkże stcje jednotrnsformtorowe (zwłszcz w siecich terenowych) Wsółczesny odiorc energii elektrycznej stwi rdzo wysokie wymgni odnośnie jkości orz ciągłości dostw energii elektrycznej Systemtycznie wzrstjąc jednostkow moc znmionow stcji 0kV/SN zwiększ nieezieczeństwo wyłączeni większych wrtości mocy w rzydku ich wrii, więc i większych ogrniczeń w dostwie energii elektrycznej do odiorców Powoduje to owstnie zncznych strt mterilnych, w skrjnych rzydkch może rowdzić do zgrożeni zdrowi lu życi ludzkiego Brdzo wżnym zgdnieniem stje się więc zewnienie wysokiej niezwodności rcy stcji GPZ, RPZ orz rozdzielni RS Jest to możliwe do relizcji n drodze wieloletnich oserwcji zwodności tych oiektów N ich odstwie możn odjąć włściwe decyzje rojektowe orz inwestycyjne, zrówno w odniesieniu do oiektów nowych, jk i już ekslotownych Stcje elektroenergetyczne GPZ, RPZ, RS jko oiekty złożone z wielu urządzeń i odzesołów nleży trktowć jko systemy odnwilne Wymienin jest tylko t część, któr uległ uszkodzeniu N odstwie dnych emirycznych zostł rzerowdzon weryfikcj rmetryczn orz niermetryczn czsu trwni wrii, czsu trwni wyłączeń wryjnych, czsu trwni rzerw w zsilniu odiorców orz energii elektrycznej niedostrczonej do odiorców Pojęcie wrii jest tutj rozumine jko stn niezdtności lu nieełnej zdtności oiektu Pojęcie to jest trktowne jko odmienne od ojęci wyłączeni wryjnego orz rzerwy w zsilniu odiorców Podejście tkie uzsdnione jest fktem, że czs rzerwy w zsilniu odiorców energii elektrycznej t jest zzwyczj krótszy od czsu trwni wrii (odnowy) t N tki stn mją wływ dw odstwowe czynniki Pierwszym jest możliwość zsilni rezerwowego odiorców, ntomist drugim douszczn rzez energetykę rc ukłdu elektroenergetycznego ez ewnych uszkodzonych urządzeń, jk odgromniki, rzekłdniki rądowe i nięciowe, czy terie kondenstorów Tkże czs trwni wyłączeni wryjnego t w nie jest równowżny czsowi trwni wrii, oniewż o usunięciu głównej rzyczyny wrii, urządzenie może zostć złączone od nięcie mimo, iż ndl ozostje w stnie wrii, od wrunkiem, że może ono wykonywć cłkowicie lu w ogrniczonym zkresie swoje zdni orz nie stwrz zgrożeni dl osługi Prce kończące usuwnie wrii mogą yć wykonywne od nięciem W czsie tym mimo, iż wri nie zostł jeszcze usunięt, urządzenie nie znjduje się już w stnie wyłączeni wryjnego Pondto nie kżd wri owoduje smoczynne wyłączenie urządzeni W tym rzydku urządzenie znjdujące się w stnie wrii, nie znjduje się w stnie wyłączeni wryjnego Dokłdn nliz zleżności między czsmi t, t w orz t zostł rzedstwion w ulikcji [] W rzydku stcji 0kV/SN rzyjęte zostło złożenie, iż stn wrii odowid stnowi niezdtności 96 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206
lu nieełnej zdtności któregokolwiek elementu stcji Podonie jest w rzydku wyłączeni wryjnego orz rzerwy w zsilniu odiorców Przerw w zsilniu odiorców z dowolnego ol stcji trktown jest jko stn rzerwy w zsilniu Podejście tkie uzsdnione jest fktem, iż uszkodzenie jednego, kilku lu wszystkich ól odejściowych wływ jedynie n liczę odiorców dotkniętych rzerwą, nie zś n fkt wystąieni smej rzerwy w zsilniu W niniejszym rtykule utor dokonł nlizy rmetrów orz włściwości niezwodnościowych stcji 0kV/SN orz rozdzielni RS Anliz rzerowdzon zostł dl dwóch wrintów W ierwszym uwzględniono wszystkie wrie jkie zistniły w stcjch 0kV/SN W drugim wrincie ominięto uszkodzeni dotyczące ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej (EAZiS) Tkie odejście do nlizy wynik z fktu, iż stcj w wielu rzydkch uszkodzeni ukłdów EAZiS rcuje orwnie nie owodując znczących skutków gosodrczych orz technicznych Anliz sezonowości orz rzyczyn wrii Oserwcj zwodności stcji 0kV/SN orz rozdzielni SN oejmuje okres 0 lt, n terenie dużej sółki dystryucyjnej energii elektrycznej w krju N oczątku oserwcji, istniło w tej sółce łącznie 80 stcji N koniec oserwcji, licz t wynosił 9 Liczę stcji w oszczególnych ltch rzedstwi tel orz rysunek W teli 2 rzedstwion zostł częstość uszkodzeń stcji 0kV/SN w oszczególnych miesiącch roku Dne te w ostci histogrmu orz funkcj roksymcyjn rzedstwione zostły n rysunku 2 Njwięcej wrii stcji 0kV/SN zoserwowno w miesiącch letnich (od mj do wrześni) orz w miesiącch zimowych (styczeń, grudzień) W okresie letnim wystąiło 20 wrii, co stnowi 53,38% wszystkich uszkodzeń W miesiącch zimowych wystąiło 339 wrii, co stnowi 6,6% wszystkich uszkodzeń W ozostłych miesiącch zwodność stcji ksztłtuje się zncznie oniżej średniej intensywności uszkodzeń Tel Licz oserwownych stcji trnsformtorowo rozdzielczych 0kV/SN orz rozdzielni SN w kolejnych ltch oserwcji Rok oserwcji 2 3 5 6 7 8 9 0 Stcje GPZ 59 66 69 7 7 7 7 7 7 7 Stcje RPZ 3 3 2 2 2 2 2 2 2 Rozdzielnie RS 7 6 6 8 8 8 8 8 8 8 Łącznie 80 85 88 9 9 9 9 9 9 9 Tel 2 Częstość uszkodzeń stcji 0kV/SN w oszczególnych miesiącch roku [%] Miesiąc 2 3 5 6 7 8 9 0 2 Częstość wrii 8,0 6,3 5,05 6,0 9,77,0 2,5,5 8,9 7,0 5,96 8,06 Ze względu n rzejrzystość orz rostotę zisu jko funkcję roksymcyjną sezonowej zmienności częstości wrii rzyjęto wielomin Poniewż we wszystkich rzydkch wsółczynniki funkcji roksymcyjnej uzyskne dl rzędu wyższego niż czwrty są liskie zeru, odjęt zostł decyzj o roksymowniu funkcji sezonowej zmienności częstości wrii stcji wielominem, co njwyżej czwrtego rzędu Wielomin tki m ostć: 3 2 () f ( i) i i c i d i e gdzie: i kolejny numer miesiąc;,, c, d, e wsółczynniki funkcji roksymcyjnej Wsółczynnik korelcji wyznczonej funkcji w stosunku do dnych emirycznych wynosi r = 0,96 Rys Licz oserwownych stcji elektroenergetycznych 0kV/SN orz rozdzielni SN w ciągu dziesięciu lt rowdzeni dń Rys 2 Wrtości emiryczne i rzeieg funkcji roksymcyjnej sezonowej zmienności częstości wrii w stcjch 0kV/SN Njowżniejszą rzyczyną wrii stcji 0kV/SN są rocesy strzeniowe, które sowodowły około 32,7% wszystkich uszkodzeń Drugą rzyczyną są wyłdowni tmosferyczne, w wyniku których zistniło około 23,07% wszystkich uszkodzeń stcji Procentowy udził rzyczyn wrii stcji z uwzględnieniem sezonowości, zostł zmieszczony w teli 3 Procentowy udził oszczególnych rzyczyn wrii stcji w ich cłkowitej liczie rzedstwi rysunek 3 Wsółczynniki funkcji roksymcyjnej sezonowej zmienności częstości wrii stcji 0kV/SN, rzedstwionej n rysunku 2, wynoszą: = 0,088; = -0,5092; c =,732; d = -3,78; e = 8,5002 Rys 3 Procentowy udził rzyczyn wrii stcji 0kV/SN PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206 97
Tel 3 Przyczyny wrii stcji 0kV/SN w oszczególnych miesiącch [%] odstwie dnych Miesiąc emirycznych rzerowdzon Przyczyn wrii 2 3 5 6 7 8 9 0 2 zostł weryfikcj Wyłdowni rmetryczn orz 0,00 0,00 0,00 0,7 3,00 3,9,9,05 3,9 2,2,05 0,00 tmosferyczne niermetryczn czsu Procesy 2,57 2,00 2,3 2,62 3,38 3,29 3,3 2,86 2,9 2,53 2,3,9 trwni wrii stcji GPZ i RS strzeniowe Zwierzęt 0,33 0,57 0,38 0,3 0,8 0,57 0,8 0,76 0,8 0,52 0,38 0,38 Wrtość średnią z róy t Olodzenie i 2,8 2, 0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,57 2,86 oszcowno metodą sdź njwiększej wirygodności, n Drzew i głęzie 0,05 0,00 0,05 0,0 0,9 0,05 0,05 0,05 0,0 0,00 0,05 0,05 odstwie zleżności [3, 5, 7]: Witr 0,0 0,0 0,05 0, 0,05 0,9 0,9 0, 0,05 0, 0,05 0, Dziłlność i k o 0,3 0,33 0,29 0,9 0,7 0,76 0,52 0,62 0,8 0,33 0,2 0,52 człowiek ni ti Zwilgocenie 0,38 0,33 0,9 0,57 0,29 0,38 0,8 0,7 0,29 0, 0,52 0,52 i Przeięci w (2) t 0,0 0,00 0,05 0,9 0, 0,33 0,2 0, 0,29 0,05 0,05 0,0 sieci n Zwrci w sieci 0,2 0, 0,9 0,29 0,3 0,38 0,3 0,2 0,29 0, 0, 0,33 Wdy gdzie: t wrtość średni z konstrukcyjno - 0,9 0,29 0, 0, 0,29 0,33 0,33 0,33 0, 0,0 0,05 0,29 o montżowe róy; t i środek i-tej klsy Inne i nieznne 0,9 0,52 0,8 0,62 0,8 0,8,,2 0,7 0,7 0,52 0,95 szeregu rozdzielczego; n licz uszkodzeń w i-tej klsie szeregu rozdzielczego; Wływ temertury otoczeni n intensywność wrii stcji 0kV/SN Przerowdzon zostł nliz wływu temertury otoczeni n intensywność wystęowni wrii stcji 0kV/SN Intensywność wrii stcji w zleżności od temertury otoczeni rzedstwi rysunek Funkcj roksymcyjn częstości uszkodzeń rzedstwion n rysunku, jest wielominem czwrtego stoni wyrżonym zleżnością () z tym, że i ozncz w niej temerturę otoczeni Wsółczynniki funkcji roksymcyjnej intensywności wrii stcji w funkcji temertury otoczeni, wynoszą: = -720,070-8 ; =,20-6 ; c = 9328,960-6 ; d = -86728,30-6 ; e =,870 Wsółczynnik korelcji funkcji teoretycznej z dnymi emirycznymi wynosi r = 0,95 i n cłkowit licz wrii; k licz kls szeregu rozdzielczego Otrzymne średnie wrtości czsów trwni wrii stcji 0kV/SN orz rozdzielni SN wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej (z uwzględnieniem uszkodzeń ukłdów EAZiS) t = 8,26 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t = 7,52 h Przedził ufności dl średniej wyzncz się zgodnie z zleżnością [3, 5, 7]: (3) t u s t n t u gdzie: u wrtość zmiennej losowej U mjącej rozkłd normlny stndryzowny, wyznczon dl dnego wsółczynnik ufności - z tlicy rozkłdu normlnego; s odchylenie stndrdowe z róy oliczone według zleżności [3, 5, 7]: s n Rys Zleżność intensywności wrii stcji 0kV/SN od temertury otoczeni Czs trwni wrii stcji 0kV/SN Czs trwni wrii jest definiowny jko czs, który uływ od momentu owstni wrii do momentu zkończeni nrwy z jednoczesną możliwością rzywróceni zsilni i dostrczeni odiorcom otrzenej mocy [3, 6, 7, 8, 9, 0] Czs ten, zwny jest również czsem usuwni wrii lu czsem odnowy Określenie to jest związne z rzejściem urządzeni ze stnu uszkodzeni do onownego stnu zdtności ruchowej [3, 7, 0] Wrtość tego czsu zleży rzede wszystkim od zkresu wrii orz możliwości orgnizcyjnych i technicznych rygd ekslotcyjnych W rozwżnym okresie oserwcji wystąiło 2093 wrie w stcjch GPZ orz w rozdzielnich RS N i k o () s 2 ti t ni n i N odstwie wykonnych oliczeń otrzymno: dl rzydku nlizy ełnej s = 23,23 h orz rzedził ufności dl średniej 7,27 h < t < 9,26 h, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS s = 2,80 h orz rzedził ufności dl średniej 6,2 h < t < 8,62 h N odstwie dnych emirycznych, zostł złożon hiotez o logrytmiczno-normlnym rozkłdzie czsu odnowy dl rzydku nlizy ełnej orz o rozkłdzie Weiull dl rzydku nlizy ez uwzględnini wrii ukłdów EAZiS Funkcj gęstości rwdoodoieństw rozkłdu logrytmiczno-normlnego m ostć [3, 5, 7, ]: (5) f t log e ex 2 logt m 2 2 t 2 98 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206
rzy czym: m wrtość oczekiwn zmiennej losowej, odchylenie stndrdowe zmiennej losowej log t log t Funkcj gęstości rwdoodoieństw rozkłdu Weiull m ostć [3, 5, 7,]: (6) t f ( t ) t ex rzy czym: rmetr skli, rmetr ksztłtu Wyznczone wrtości rmetrów rozkłdu wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: m = 2,720, =,3829, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: = 6,736, = 0,8263 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu odnowy stcji GPZ orz wyniki weryfikcji hiotezy o rozkłdzie z omocą testów Kołmogorow i 2 Person rzedstwi rysunek 5 Dl nlizownej róy stcji GPZ wyznczone zostły tkże: średni intensywność uszkodzeń orz odnowy, tkże wsółczynnik zwodności Zleżność teoretyczn, z której wyznczono średnią intensywność uszkodzeń m ostć [3, ]: (7) 2 m n n t gdzie: m zoserwown licz wrii, n liczność róki n oczątku okresu oserwcji, n k liczność róki n końcu okresu oserwcji, t czs oserwcji Zleżność, z której możn wyznczyć wsółczynnik zwodności [3, ]: (8) k t t Znjąc orz możn wyznczyć średnią intensywność odnowy z zleżności [3, ]: (9) Otrzymne z róy średnie rmetry zwodnościowe wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: 87,930, 79,73 orz ole ole 70,7 0 Rys 5 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu trwni odnowy stcji 0kV/SN orz rozdzielni RS: ) nliz ełn ( =,238 < =,358; 2 = 6,6 < 2 = 23,7), ) nliz ez uwzględnieni wływu uszkodzeń ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej (EAZiS) ( =,266 < =,358; 2 = 2,78 < 2 = 8,3) 6, tkże dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: 589,860, ole 6 99,99 orz 7,96 0 ole Czs trwni wyłączeń wryjnych stcji 0kV/SN Czs trwni wyłączeń wryjnych t w jest definiowny jko czs, od chwili wyłączeni oiektu (smoczynnego lu rzez osługę) w wyniku jego uszkodzeni, do chwili złączeni tego oiektu od nięcie, o jego nrwie Czs ten nie jest równowżny czsowi trwni wrii, oniewż o usunięciu głównej rzyczyny wrii, urządzenie może zostć złączone od nięcie mimo, iż ndl ozostje w stnie wrii, od wrunkiem, że może ono wykonywć cłkowicie lu w ogrniczonym zkresie swoje funkcje orz nie stwrz zgrożeni dl osługi Prce kończące usuwnie wrii mogą yć wykonywne od nięciem W czsie tym mimo, iż wri nie zostł jeszcze usunięt, urządzenie nie znjduje się już w stnie wyłączeni wryjnego Pondto nie kżd wri owoduje smoczynne wyłączenie urządzeni W tym rzydku urządzenie znjdujące się w stnie wrii, nie znjduje się w stnie wyłączeni wryjnego Dokłdn nliz zleżności między czsmi t orz t w zostł rzedstwion w ulikcji [] W rozwżnym okresie oserwcji wystąiło 686 wyłączeń wryjnych w stcjch GPZ orz w rozdzielnich RS N odstwie dnych emirycznych rzerowdzon zostł weryfikcj rmetryczn orz niermetryczn czsu trwni wyłączeń wryjnych stcji GPZ i RS Wrtość średnią z róy t w oszcowno metodą njwiększej wirygodności, n odstwie zleżności (2) Otrzymne średnie wrtości czsów trwni wyłączeń wryjnych w stcjch 0kV/SN orz rozdzielni SN wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej (z uwzględnieniem uszkodzeń ukłdów EAZiS) t = 2,30 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t w = 2,5 h Przedził ufności dl średniej wyzncz się zgodnie z zleżnością (3), ntomist odchylenie stndrdowe według zleżności () N odstwie wykonnych oliczeń otrzymno: dl rzydku nlizy ełnej s w = 3,37 h orz rzedził ufności dl średniej,66 h < t w < 2,93 h, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS s w = 2,53 h orz rzedził ufności dl średniej,85 h < t w < 3,7 h N odstwie dnych emirycznych, zostł złożon hiotez o wykłdniczym rozkłdzie czsu wyłączeń wryjnych dl rzydku nlizy ełnej orz o rozkłdzie Weiull dl rzydku nlizy ez uwzględnini wrii ukłdów EAZiS Funkcj gęstości rwdoodoieństw rozkłdu wykłdniczego m ostć [3, 5, 7, ]: w PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206 99
(0) f ( t w ) e t w rzy czym: rmetr rozkłdu wykłdniczego (intensywność) Wyznczone wrtości rmetrów rozkłdu wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: w = 0,083, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: w = 2,57, w = 0,868 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu trwni wyłączeń wryjnych stcji GPZ orz wyniki weryfikcji hiotezy o rozkłdzie z omocą testów Kołmogorow i 2 Person rzedstwi rysunek 6 Rys 6 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu trwni wyłączeń wryjnych stcji 0kV/SN orz rozdzielni RS: ) nliz ełn ( =,78 < =,358; 2 = 7,6 < 2 = 27,6), ) nliz ez uwzględnieni wływu uszkodzeń ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej (EAZiS) ( =,73 < =,358; 2 = 5,96 < 2 = 25,0) Dl nlizownej róy stcji GPZ wyznczone zostły tkże: średni intensywność wyłączeń wryjnych orz ich usuwni, tkże wsółczynnik zwodności dotyczący wyłączeń Wskźniki te wyznczono w orciu o zleżności (7), (8) orz (9) Otrzymne z róy średnie rmetry zwodnościowe wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: w 657,30, 72,6 orz ole ole 6 w 92,290, tkże dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: w 538,790, 700,22 orz ole ole 6 w 76,9 0 Wyznczone wrtości udziłu intensywności wyłączeń wryjnych u orz udziłu wyłączeń wryjnych k, wyrżone zleżnościmi []: () orz (2) u w k wynoszą w rzydku nlizy ełnej: u = 0,80 orz k = 0,5, ntomist w rzydku nlizy z ominięciem ukłdów EAZiS: u = 0,9 orz k = 0,65 W nlizie ełnej ozncz to, że w 80 n 00 rzydków wrii w stcji GPZ nstęuje wyłączenie wryjne, ntomist w 20 rzydkch n 00 wri nie owoduje wyłączeni oiektu orz jest usuwn ez konieczności jego w wyłączeni rzez osługę Wsółczynnik k wskzuje, że łączny czs wyłączeń wryjnych stcji GPZ stnowi średnio około 5% cłkowitego czsu trwni wrii tych oiektów w rozwżnym okresie czsu Anliz z ominięciem wrii ukłdów EAZiS wskzuje, że w 9 n 00 rzydków wrii w stcji GPZ nstęuje wyłączenie wryjne, ntomist w 9 rzydkch n 00 wri nie owoduje wyłączeni oiektu orz jest usuwn ez konieczności jego wyłączeni rzez osługę Wsółczynnik k wskzuje, że łączny czs wyłączeń wryjnych stcji GPZ stnowi średnio około 65% cłkowitego czsu trwni wrii tych oiektów w rozwżnym okresie czsu Czs trwni rzerwy w zsilniu odiorców Czs trwni rzerwy w dostwie energii elektrycznej jest to czs od chwili owstni rzerwy w zsilniu do chwili wznowieni zsilni odiorców Czs rzerwy w zsilniu odiorców energii elektrycznej jest mniejszy (krótszy) od czsu trwni wrii, czy też wyłączeni wryjnego N tki stn mją wływ dw czynniki Pierwszym jest możliwość rezerwowego zsilni odiorców w rzydku sieci dwustronnie zsilnych, ntomist drugim zsilenie odiorców z innego nieuszkodzonego ol rozwżnej stcji GPZ Sttystyk rzerw w zsilniu, zistniłych w wyniku wrii stcji GPZ orz rozdzielni RS oejmuje 375 rzydków N odstwie dnych emirycznych rzerowdzon zostł weryfikcj rmetryczn orz niermetryczn czsu trwni rzerw w zsilniu odiorców n skutek wrii w stcjch GPZ i RS Wrtość średnią z róy t oszcowno metodą njwiększej wirygodności, n odstwie zleżności (2) Otrzymne średnie wrtości czsów trwni rzerw w zsilniu n skutek wrii w stcjch 0kV/SN orz rozdzielnich SN wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej (z uwzględnieniem uszkodzeń ukłdów EAZiS) t = 2,9 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t = 2,37 h Przedził ufności dl średniej wyzncz się zgodnie z zleżnością (3), ntomist odchylenie stndrdowe według zleżności () N odstwie wykonnych oliczeń otrzymno: dl rzydku nlizy ełnej s = 3,5 h orz rzedził ufności dl średniej 2,02 h < t < 2,35 h, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini wrii ukłdów EAZiS s = 3,29 h orz rzedził ufności dl średniej 2,8 h < t < 2,55 h N odstwie dnych emirycznych, zostł złożon hiotez o logrytmiczno-normlnym rozkłdzie czsu rzerw w zsilniu odiorców Wyznczone wrtości rmetrów rozkłdu wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: m = -0,0368, =,3733, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: m = 0,0756, =,8033 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu trwni rzerw w zsilniu odiorców n skutek wrii stcji GPZ orz wyniki weryfikcji hiotezy o rozkłdzie z omocą testów Kołmogorow i 2 Person rzedstwi rysunek 7 200 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206
Rys 7 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw czsu trwni rzerw w zsilniu odiorców n skutek wrii stcji 0kV/SN orz rozdzielni RS: ) nliz ełn ( = 0,679 < =,358; 2 = 2,29 < 2 = 6,9), ) nliz ez uwzględnieni wływu uszkodzeń ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej (EAZiS) ( = 0,720 < =,358; 2 = 2,38 < 2 = 6,9) Rys 8 Emiryczne i teoretyczne funkcje gęstości rwdoodoieństw energii elektrycznej niedostrczonej do odiorców n skutek wrii stcji 0kV/SN orz rozdzielni RS: ) nliz ełn ( = 0,96 < =,358; 2 = 2,9 < 2 = 6,9), ) nliz ez uwzględnieni wływu uszkodzeń ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej (EAZiS) ( = 0,993 < =,358; 2 = 2,88 < 2 = 2,0) Dl nlizownej róy stcji GPZ wyznczone zostły tkże: średni intensywność wystęowni rzerw orz rzywrcni zsilni, tkże wsółczynnik zwodności dotyczący rzerw w zsilniu Wskźniki te wyznczono w orciu o zleżności (7), (8) orz (9) Otrzymne z róy średnie rmetry zwodnościowe wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: 536,060, 000,39 orz ole ole 6 3,00, tkże dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: 75,20, 3695, ole ole 6 orz 2,86 0 Energi elektryczn niedostrczon do odiorców n skutek wrii stcji GPZ i RS Brdzo wżnym wskźnikiem gosodrczym, określjącym strty onoszone rzez dystryutorów energii elektrycznej orz odiorców, wskutek zistniłej wrii, jest wrtość niedostrczonej energii elektrycznej A Wrtość tego rmetru jest zleżn od czsu trwni rzerwy w zsilniu odiorców, tkże od ooru mocy ze stcji, linii lu złącz, w którym wystąił wri Jej wrtość możn wyznczyć z zleżności [2, 3]: A P śr t (3) gdzie: ΔA wrtość niedostrczonej energii elektrycznej, P śr średni wrtości mocy, oiernej rzez odiorców, ustlon n odstwie wykresów ociążeń, t czs rzerwy w dostwie energii elektrycznej do odiorców Otrzymne średnie wrtości niedostrczonej do odiorców energii, n skutek wrii w stcjch 0kV/SN orz rozdzielnich SN wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej (z uwzględnieniem uszkodzeń ukłdów EAZiS) A = 6268,22 kwh orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS A = 693,8 kwh Przedził ufności dl średniej wyzncz się zgodnie z zleżnością (3), ntomist odchylenie stndrdowe według zleżności () N odstwie wykonnych oliczeń otrzymno: dl rzydku nlizy ełnej s = 73,08 kwh orz rzedził ufności dl średniej 5677,35 kwh A 6859,0 kwh, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS s = 688,28 kwh orz rzedził ufności dl średniej 6287,32 kwh A 7600,36 kwh N odstwie dnych emirycznych, zostł złożon hiotez o logrytmiczno normlnym rozkłdzie niedostrczonej energii dl rzydku nlizy ełnej orz o rozkłdzie Weiull dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS Wyznczone wrtości rmetrów rozkłdów wynoszą: dl rzydku nlizy ełnej: m = 7,5377, =,678, ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: = 6790,35, = 0,527 Przeiegi emiryczne i teoretyczne wrtości niedostrczonej energii, tkże wyniki weryfikcji hiotezy o rozkłdzie z omocą testów Kołmogorow i 2 Person rzedstwi rysunek 8 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206 20
Podsumownie Stcje trnsformtorowo-rozdzielcze 0kV/SN zwne GPZ-mi orz rozdzielnie sieciowe RS są oczątkowymi unktmi sieci dystryucyjnych SN Stąd ich niezwodność wływ w sosó ezośredni n wrtości wskźników określjących ciągłość zsilni odiorców końcowych (SAIDI, SAIFI, MAIFI, it), zwłszcz w odniesieniu do sieci terenowych Istnieje więc konieczność rowdzeni dń w celu określeni wskźników orz włściwości niezwodnościowych tych oiektów Szczególne znczenie mją tu dni orte n wieloletnich oserwcjch ich ekslotcji W rtykule rzedstwiono nlizę wryjności stcji elektroenergetycznych 0kV/SN orz rozdzielni sieciowych RS Anlizę rzerowdzono dwutorowo Jko nlizę wszystkich wrii stcji orz z ominięciem uszkodzeń ukłdów elektroenergetycznej utomtyki zezieczeniowej i sterowniczej N odstwie rzerowdzonych dń wyznczono średni czs trwni odnowy stcji: dl nlizy ełnej t = 8,26 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t = 7,52 h, średni czs trwni wyłączeń wryjnych: dl nlizy ełnej t w = 2,30 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t w = 2,5 h, orz średni czs rzerwy w zsilniu odiorców: dl nlizy ełnej t = 2,9 h orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS t = 2,37 h, tkże średnią wrtość energii elektrycznej niedostrczonej do odiorców dl rzydku nlizy ełnej (z uwzględnieniem uszkodzeń ukłdów EAZiS) A = 6268,22 kwh orz dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS A = 693,8 kwh Wyznczono funkcje gęstości rwdoodoieństw, tkże dokonno ich weryfikcji Zroonowne rozkłdy rwdoodoieństw są rozkłdmi logrytmicznonormlnymi, Weiull orz wykłdniczymi Intensywność uszkodzeń stcji 0kV/SN wynosi: dl rzydku nlizy ełnej: 87,930, ole ntomist dl rzydku nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: 589,860 Intensywność ole wyłączeń wryjnych tych stcji jest mniejsz niż intensywność wrii (dl rzydku nlizy ełnej: w 657,30, ntomist dl rzydku ole nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: w 538,790 ), co sugeruje, iż wiele wrii ole jest usuwnych ez konieczności wyłączeni stcji, n orzez wykorzystywnie rc od nięciem n oziomie nięć średnich Intensywność wystęowni rzerw w zsilniu odiorców tkże jest zncznie mniejsz niż intensywność wrii (dl rzydku nlizy ełnej: 536,060, ntomist dl rzydku ole nlizy ez uwzględnini ukłdów EAZiS: 75,20 ), co sugeruje, iż w stcjch ole tych istnieje możliwość rezerwowego zsileni odiorców Dokonno tkże nlizy rzyczyn orz sezonowości wrii N jej odstwie możn wyciągnąć wniosek, iż rzeglądy, remonty orz omiry w stcjch 0kV/SN orz w rozdzielnich RS owinny yć wykonywne w miesiącch luty-kwiecień orz ździernik i listod Są to owiem miesiące o njmniejszej intensywności wrii tych oiektów Okresem zwiększonej intensywności uszkodzeń są miesiące letnie (mj wrzesień) orz zimowe (styczeń, grudzień) Njczęstszymi rzyczynmi uszkodzeń stcji są rocesy strzeniowe orz wyłdowni tmosferyczne Przerowdzon nliz wykzł ścisłą zleżność intensywności uszkodzeń stcji GPZ i RS od temertury otoczeni (Rys ) Dl temertur owyżej 2 o C orz oniżej -5 o C intensywność uszkodzeń wzrst zncznie w orównniu do intensywności w rzedzile temertury od -5 o C do 2 o C Autor: dr h inż Andrzej Ł Chojncki, Politechnik Świętokrzysk w Kielcch, Zkłd Podstw Energetyki, Alej Tysiącleci Pństw Polskiego 7, 25-3 Kielce, e-mil: chojncki@tukielcel LITERATURA [] C h o j n cki A, Anliz niezwodności stcji elektroenergetycznych SN/nN w wrunkch ekslotcji, Wydwnictwo Politechniki Świętokrzyskiej Kielce 2005 [2] Chojncki A, Porównnie wskźników niezwodnościowych różnych tyów odgromników ekslotownych w krjowych siecich dystryucyjnych średniego nięci XVIII Konferencj Nukowo-techniczn Bezieczeństwo elektryczne ELSAF 20 Szklrsk Porę, 2-23 wrześni 20r, s 83-92 [3] Chojncki AŁ, Anliz niezwodności ekslotcyjnej elektroenergetycznych sieci dystryucyjnych Wydwnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 203 [] Chojncki AŁ, Anliz niezwodności stcji trnsformtorowo-rozdzielczych SN w wrunkch ekslotcji Archiwum Energetyki tom XXXVII (2006), Nr 2, s 7 68 [5] Greń J, Modele i zdni sttystyki mtemtycznej PWN, Wrszw 982 [6] Hork J, Poczyk J, Ekslotcj elektroenergetycznych linii rozdzielczych WNT, Wrszw 985 [7] K o wlski Z, Niezwodność zsilni odiorców energii elektrycznej Wydwnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 992 [8] Kujszczyk S i in, Elektroenergetyczne sieci rozdzielcze PWN, Wrszw 99 [9] Poczyk J, Modele roilistyczne w siecich elektroenergetycznych WNT, Wrszw 99 [0] S o z ński J : Niezwodność i jkość rcy systemu elektroenergetycznego WNT, Wrszw 990 [] S o z ński J: Niezwodność zsilni energią elektryczną WNT, Wrszw, 982 202 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R 92 NR 6/206