Niezawodność urządzeń pomocniczych stacji transformatorowych SN/nn

W celu zapewnienia wysokiej niezawodności, należy monitorować ich pracę oraz zbierać dane na temat ich eksploatacji. Powinny być one wykorzystane do analizy możliwych stanów eksploatacyjnych. Według analiz wykonanych przez autora artykułu, awaryjność odgromników w stacjach średniego napięcia wynosi w stosunku rocznym około 0,3%, baterii kondensatorów – 0,1%, przekładników napięciowych – 1,9% oraz przekładników prądowych – 2,4% ich całkowitej zainstalowanej liczby. Jest to dość znaczna liczba awarii, która determinuje konieczność zbierania oraz analizy danych dotyczących uszkodzeń tych urządzeń. W dostępnej literaturze technicznej autorowi nie udało się znaleźć aktualnych parametrów niezawodnościowych tych urządzeń. Dlatego też przeprowadził obszerne badania niezawodnościowe stacji średnich napięć na podstawie danych o awariach, jakie wystąpiły w ciągu dziesięciu lat na terenie dwóch dużych zakładów energetycznych w kraju.

Oceny zawodnościowej autor dokonał poprzez analizę przyczyn awarii, określenie sezonowej zmienności częstości awarii, analizę czasu odnowy, czasu wyłączeń awaryjnych, czasu przerwy w zasilaniu odbiorców oraz wartości niedostarczonej energii elektrycznej. Autor dokonał weryfikacji parametrycznej oraz nieparametrycznej badanych wielkości niezawodnościowych na poziomie istotności α=0,05.

odgromniki

Liczba obserwowanych odgromników wzrastała z 15 103 na początku obserwacji do 17 077 w ostatnim, dziesiątym roku obserwacji. Statystyka uszkodzeń odgromników obejmuje 471 przypadków. W tabeli 1. zostały przedstawione uszkodzenia odgromników w poszczególnych miesiącach roku. Na rysunku 1. przedstawiony został histogram empirycznej częstości uszkodzeń odgromników w kolejnych miesiącach roku.

Najwięcej awarii odgromników zaobserwowano od kwietnia do października. W okresie tym wystąpiły 374 awarie, co stanowi 79,41% wszystkich uszkodzeń. W rozpatrywanym okresie siedmiu miesięcy najpoważniejszą przyczyną awarii były burze, które spowodowały około 62,3% wszystkich awarii odgromników w tym czasie. Czynnikami sprzyjającymi powstawaniu uszkodzeń w miesiącach letnich są również wysokie temperatury, zmiany wilgotności powietrza, a także przepięcia wynikające ze zwarć przemijających oraz związane z nimi działanie automatyki zabezpieczeniowej. Kolejnym okresem podwyższonej zawodności jest okres zimowy (styczeń, grudzień). Główną przyczyną awarii w tym okresie są niskie temperatury oraz oblodzenie. W okresie tym wystąpiły 52 awarie, co stanowi 11,04% wszystkich uszkodzeń. W lutym, marcu oraz listopadzie zawodność odgromników kształtuje się poniżej średniej intensywności uszkodzeń, która wynosi 8,33%. Zaistniało wówczas po 13 awarii w lutym i listopadzie, co stanowi 2,76% ogólnej liczby uszkodzeń na każdy z tych miesięcy oraz 19 awarii w marcu, co stanowi 4,03% ogólnej liczby uszkodzeń.

Procentowy udział przyczyn awarii odgromników z uwzględnieniem sezonowości został zamieszczony w tabeli 2. oraz przedstawiony graficznie na rysunku 2. Procentowy udział poszczególnych przyczyn awarii odgromników w całkowitej liczbie awarii przedstawia rysunek 3.

Uszkodzenie odgromników polega najczęściej na zniszczeniu stosu zmiennooporowego oraz iskierników wewnętrznych (odgromniki zaworowe), w wyniku czego następuje zwarcie doziemne przewodu fazowego. Znaczna liczba awarii polega na uszkodzeniu izolatorów odgromników oraz upaleniu się mostków. Bardzo często następuje zniszczenie całego odgromnika w wyniku jego wybuchu. Kolejnym uszkodzeniem, dość charakterystycznym dla odgromników wydmuchowych, jest zniszczenie iskierników zewnętrznych. Procentowy podział wszystkich uszkodzeń przedstawiono na rysunku 4.