Вплив однофазних замикань на землю на експлуатаційні показники надійності повітряних ліній 6-10 кв ПАТ "Чернігівобленерго"

Abstract

Однофазні замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю призводять до утворення ненормального режиму роботи мережі, який, у більшості випадків, переходить у коротке замикання, викликаючи знеструмлення споживачів та погіршуючи показники надійності електропостачання. Особливо актуальною зазначена проблема є у мережах 6-10 кВ операторів систем розподілу в Україні та пострадянських країнах, у яких більшість мереж представлена розгалуженими повітряними лініями електропередавання. Не виключенням є і мережі ПАТ "Чернігівобленерго". Існує багато шляхів поліпшення показників надійності. Одні з яких направлені на підвищення структурної надійності електричної мережі, а інші – надійності електропостачання. Як правило перші повинні застосовуватися для нових електричних мереж, а другі – для існуючих, які знаходяться в експлуатації. Слід зазначити, що в ПАТ "Чернігівобленерго" вищезазначені електричні мережі експлуатуються понад 50 років. В умовах відсутності інвестицій для повної заміни існуючих електричних мереж повинні застосовуватися такі шляхи, які будуть найменш витратними та найбільш ефективними. Для їх обґрунтованого вибору необхідно знати розподіл видів пошкоджень у таких мережах та їх вплив на експлуатаційні показники надійності. У роботі проаналізовано статистичну інформацію по однофазним замиканням на землю в електричних мережах 6-10 кВ усіх структурних підрозділів ПАТ "Чернігівобленерго" з 2012 по 2017 роки. Встановлено, що найбільша кількість знеструмлень припадає на пошкодження штирьової ізоляції (46,8% від загальної кількості) і спричиняє середньорічний недовідпуск електричної енергії 21,263 МВт год/рік (45,9% від загального середньорічного недовідпуску). При цьому середнє значення тривалості одного знеструмлення, яке викликане тільки замиканнями на землю, складає біля 1,2 год/(рік відкл), що перевищує допустимі норми. Показано, що для поліпшення надійності електропостачання споживачів у мережах 6-10 кВ ПАТ "Чернігівобленерго" необхідно, в першу чергу, зменшити тривалість знеструмлень, пов'язаних з пошуком пошкодженої ізоляції під час однофазних замикань на землю.

Single Line-to-Ground faults in power networks with isolated neutral lead to abnormal operation modes of the network. In most of the cases it evolves into line-to-line fault through ground and power-cuts, therefore decreasing the reliability of power supply. Especially this problem is presented in 6-10kV networks in Ukraine which consist mostly of overhead power lines. PJSC "Chernihivoblenergo" also faces this issue. There are several ways to improve the indicators of reliability. Some methods improve the structural reliability of electric network, the others might focus on the reliability of power supply. Usually the former are used for the new networks while the latter are effective for existing networks. It should be noted that PJSC "Chernihivoblenergo" has been operating the above-mentioned electrical networks for more than 50 years. In the presence of financial constraints, the most efficient methods should be used. To select the most cost efficient and still very effective solutions for boosting the reliability indicators of power networks 6-10 kV it is necessary to know the statistics of different fault types and their impact on the power supply. The goal of this research is to study the statistics of single-line-to-ground faults in 6-10kV networks of PJSC "Chernihivoblenergo" and their impact on the reliability indicators of operation. Considered is the statistical distribution of single-line-to-ground faults in 6-10 kV power networks of PJSC "Chernihivoblenergo" in 2012-2017. It has been established that the largest number of blackouts is caused by damage to the pin insulation (46.8% of the total), which causes an average annual undersupply of electric energy of 21.263 MW h per year (45.9% of the total average annual undersupply). At the same time, the average time of one blackout caused by only singleline-to-ground faults is about 1.2 hour/(year off), which exceeds the permissible norms. It is shown that in order to improve the reliability of power supply to consumers in the 6-10 kV networks of PJSC "Chernihivoblenergo", it is necessary, first of all, to reduce the duration of the blackouts associated with the search for damaged insulation during single-line-to-ground faults.