Методичні вказівки з обліку та аналізу в енергосистемах технічного стану розподільних мереж - Принципи ймовірнісного розрахунку періодичності

Додаток К
до розділу 7 нормативного документа
«Методичні вказівки з обліку та аналізу
в енергосистемах технічного стану
розподільних електричних мереж
напругою 0,38—20 кВ з повітряними
лініями електропередачі» (рекомендований)

Принципи ймовірнісного розрахунку періодичності
та обсягів капітальних ремонтів ПЛ

Проведення капітального ремонту і технічного обслуговування ПЛ забезпечує відновлення первісних експлуатаційних показників і параметрів ПЛ, її елементів, тобто збереження нормального технічного стану в межах, передбачених проектом ПЛ і нормативною документацією, що визначає припустимі значення параметрів і зносу елементів ПЛ. Таким чином, капітальний ремонт ПЛ, його періодичність і обсяг виконуваних у процесі ремонту робіт забезпечують надійність ПЛ як електроустановки і надійність електропостачання по цій ПЛ споживачів. Періодичність технічного обслуговування, критерії припустимого зносу елементів ПЛ установлено на основі великого досвіду експлуатації — часто застосуванням на практиці методу послідовних наближень. Разом з тим ряд основних критеріїв визначено шляхом розрахунків на міцність з урахуванням швидкості зносу матеріалів і забезпеченням необхідних коефіцієнтів запасу. Ці розрахунки вичерпно викладені в ПУЕ, нормах технологічного проектування, а також у технічній літературі.
Обсяг і періодичність капітального ремонту тісно пов'язано з надійністю конкретними кількісними залежностями. Оптимальні значення обсягу і періодичності капітальних ремонтів ПЛ повинні визначатися на основі мінімізації суми наведених витрат з урахуванням збитків (у енергопостачальної компанії/організації, у споживача електроенергії). Періодичність і обсяг капітального ремонту ПЛ, для якої встановлено (визначено) функцію відмовлень у часі, визначаються таким чином, щоб максимум ефективності застосовуваної системи капітальних ремонтів:
(К.1)
де — надійність ПЛ; — термін служби ПЛ; Зt— наведені витрати на ПЛ у рік з урахуванням збитків від перерв електропостачання при відмові (капітальному ремонті); ЕН,П — нормативний коефіцієнт приведення різночасних витрат.
У Зtвходять збиток, капітальні вкладення на ПЛ і річні поточні витрати.
Оскільки в умовах експлуатації вже спорудженої ПЛ капітальні вкладення не залежать від обраної системи капітального ремонту, варіанти будуть розрізнятися тільки значеннями річних поточних витрат. Річні поточні витрати будуть змінюватися для кожного варіанту за роками експлуатації, оскільки термін служби до першого капітального ремонту відрізняється від міжремонтних періодів і, крім того, надійність ПЛ під час експлуатації змінюється.

У результаті вихідний вираз для цільової функції визначення максимальної ефективності системи капітального ремонту ПЛ буде мати вигляд
(К.2)
де 30— витрати, пов'язані з однією відмовою ПЛ; Зк— витрати на проведення одного капітального ремонту ПЛ; аt— число відмов ПЛ в t-му році; —число капітальних ремонтів ПЛ в t-му році.
При відомій функції і параметрах потоку відмов ПЛ число її відмов в ґ-му році може бути визначене як

(К.З)
де — функція потоку відмов ПЛ за весь період терміну служби; — функція параметра потоку відмов ПЛ у інтервалі часу від введення в експлуатацію до першого капітального ремонту; Т'П — термін служби ПЛ до першого капітального ремонту;— міжремонтний термін служби ПЛ; к — порядковий номер капітального ремонту ПЛ.
Значення може бути прийнято усередненням характеристик або накопиченням даних по відмовах у конкретній енергопостачальній компанії/організації для однорідної сукупності ПЛ. Очевидно, останні дані можуть бути отримані при систематичному обліку відмов ПЛ та їх елементів за тривалий період часу. Можуть бути використані дані декількох енергопостачальних компаній/організацій одного регіону, що характеризуються в цілому однаковими умовами експлуатації.
Термін служби ПЛ до першого капітального ремонту можна визначити так:
при = (К.4)
де— найбільше значення параметра потоку відмов ПЛ, при досягненні якого обов'язкове проведення капітального ремонту.
Міжремонтний термін служби ПЛ визначається так:
при = (К.5)
де — найменше значення параметра потоку відмов ПЛ, яке забезпечується проведенням капітального ремонту.
Значення досягається шляхом заміни елементів ПЛ (ізоляторів, арматури, дерев'яних деталей), ремонту проводу, заміни ділянок троса, що вимагають відбраковування до моменту ремонт/, або тих, які вимагають його в міжремонтний період.

У загальному виді, коли під час капітального ремонту виробляється заміна частини елементів, може бути виражена рівнянням
(К.6)
Перший з доданків у формулі (К.6) характеризує загальну інтенсивність відмов елементів ПЛ, що залишилися після заміни дефектних, а друге — сумарну інтенсивність відмов нововстановлених елементів.
У формулі: N— число опор ПЛ; λ— поточне значення інтенсивності відмов; λо — початкове значення інтенсивності відмов елементів даного типу; λ1 — граничне значення інтенсивності відмов елементів даного типу (критерій заміни); п— число замінних на ПЛ елементів даного типу, зумовлене як
(К.7)
оскільки в діапазон λ1—λmах попадають практично всі елементи даного типу, а загальна кількість їх відома з паспортних даних ПЛ.
При відомому (знайденому) λ1, для даного п може бути визначене .
Значення міжремонтного терміну визначається за формулою (К.5),
де (К.8)
Значення числа відмов ПЛ у /-му році визначається як

(К.9)

При аналізі показників, що входять у цільову функцію, необхідно визначити складові сумарних витрат на одну відмову (або капітальний ремонт) ПЛ:
(К.10)
де УП,О — збиток споживача від перерв у електропостачанні при відмові ПЛ:

тут у1 — питомий збиток споживача, пропорційний відключеній потужності, грн/кВт; у2— питомий збиток споживача, пропорційний недовідпустці електроенергії, грн/(кВт·ч); Тmах — число годин використання; Рmax— максимальне навантаження ПЛ;— середній час відновлення електропостачання при відмові ПЛ, год.

Витрати на аварійно-відбудовний ремонт Зав при відмові ПЛ визначаються прямими витратами, пов'язаними з заміною елементів (їх постановою, відновленням геометричних розмірів), і враховують усі матеріальні витрати з відновлення ПЛ при відмові.
Збиток енергопостачальної компанії/організації, викликаний недовідпуском електроенергії при відмові ПЛ,
(К. 12)
де К— капіталовкладення на 1 км ПЛ, грн.; ар — норматив амортизаційних відрахувань на реновацію, відносних одиниць; L— довжина ПЛ, км; З— річний фонд заробітної плати експлуатаційного персоналу, грн/км; Е— норматив ефективності капіталовкладень.
При капітальному ремонті ПЛ
(К.13)
Збиток споживача від перерв у електропостачанні на час капітального ремонту ПЛ
(К.14)

де tкр — тривалість капітального ремонту ПЛ при роботі однієї бригади й обсязі ремонту
n = 1; yП,Р— питомий збиток споживача від недовідпустки електроенергії на час капітального ремонту ПЛ; М— число ремонтних бригад, що працюють на ПЛ.
Прямі витрати на капітальний ремонт ПЛ
(К.15)
де ЗК,Р — вартість капітального ремонту 1 км ПЛ при обсязі ремонту п = 1.
Реалізація викладеної вище методики тим краща, чим повніше накопичені дані про число відмов елементів ПЛ і ПЛ в цілому, про види й обсяги конкретних робіт на ПЛ різного виконання і класу напруги.