Awaryjność sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia w jednym z rejonów energetycznych w latach 2009-2013

Najczęstsze przyczyny awarii na sieciach nN

Duża awaryjność sieci nN jest spowodowana tym, że z reguły sieci te są wykonywane jako napowietrzne, w związku z czym są narażone na uszkodzenia spowodowane działaniem czynników atmosferycznych, takich jak: wichury, zamarzający deszcz, śnieg, szron, przewracające się elementy budowli, upadające gałęzie drzew na linie. Uszkodzeniom ulegają zamocowania przewodów, izolatory, osprzęt liniowy, a także słupy. Nie bez znaczenia są także wady produkowanych materiałów przewodzących i izolacyjnych, które zwykle ujawniają się w trakcie eksploatacji.

Statystycznie najwięcej uszkodzeń wywołują zwarcia w liniach, w wyniku których przepala się bardzo dużo bezpieczników nN, tak jak podane jest w tab. IV. W następnej kolejności najczęściej uszkadzają się: przewody linii napowietrznych, słupy, izolatory i pozostałe elementy tych linii. Uszkodzenia te na podstawie analizy tab. IV spadają z wyjątkiem uszkodzeń, które są trudne do zidentyfikowania. Uszkodzenia na liniach kablowych nN podano w tab. V.

Zakres uszkodzeń elementów linii kablowych nN jest mniejszy w porównaniu z zakresem uszkodzeń na liniach napowietrznych. Z porównania przyczyn uszkodzeń na liniach kablowych wynika, że najwięcej uszkodzeń powstało w wyniku zaistniałych zwarć na tych liniach (przepalenia bezpieczników nN). W następnej kolejności uszkadzały się żyły kabli, mufy kablowe, przy czym liczby tych uszkodzeń zmalały w porównaniu z rokiem 2013. Dość znaczną liczbę uszkodzeń, bo 2697 w 2009 r. i 2243 w 2013 r. stanowiły skrzynie rozdzielcze nN, które są poddawane działaniom łuku elektrycznego (zwarcia), przegrzaniom miejsc łączeniowych, podstaw bezpiecznikowych i korozji.

TABELA IV. Wykaz uszkodzeń elementów linii napowietrznych niskiego napięcia w jednym z rejonów energetycznych w latach 2009-2013:

TABELA V. Wykaz uszkodzeń elementów linii kablowych niskiego napięcia w jednym z rejonów energetycznych w latach 2009-2013:

Wnioski

Artykuł zawiera dane liczbowe uszkodzeń linii napowietrznych i kablowych nN jednego z rejonów energetycznych w ostatnim pięcioleciu. Przedstawiono w nim analizę przyczyn zaistniałych awarii, jak również uszkodzonych elementów sieci napowietrznych i kablowych zasilających odbiorców miejskich i wiejskich. Z przeprowadzonej analizy wynika, że przyczyną wywołującą największą liczbę awarii na liniach napowietrznych są zwarcia w przewodach linii, które powstają wskutek kołysania przewodów pod wpływem działania silnego wiatru, upadaniem drzew i gałęzi na przewody linii, ptaki i osoby postronne. Duży wpływ na awaryjność mają również przeciążenia instalacji u odbiorców. Występują one przeważnie przy rozruchu przestarzałych silników o poborze dużego prądu stanu jałowego i napędzających maszyny rolnicze o dużej energochłonności. Bardzo częstą przyczyną uszkodzeń bywa także niedostosowanie mocy silników i innych urządzeń zainstalowanych w gospodarstwie domowym do mocy zamówionej (zakupionej) w zakładzie energetycznym i zabezpieczonych zabezpieczeniem wiz.

Również duży wpływ na rozległość awarii mają wyładowania atmosferyczne. Do przyczyn uszkodzeń na liniach nN należy zaliczyć również przerwy na zaciskach łączeniowych, na których pod wpływem czasu wzrasta rezystancja przejścia pomiędzy przewodami w zaciskach (zjawisko płynięcia aluminium), wzrasta wówczas rezystancja, a tym samym grzanie i utlenianie tego metalu. Ważny w eksploatacji linii napowietrznych i kablowych jest właściwy montaż linii i przyłączy, gdyż niewłaściwe zamocowanie i niedopasowane ułożenie przewodów w miejscach ich złączeń powoduje przyspieszenie procesu starzenia tych materiałów.

O niezawodności systemu elektroenergetycznego decyduje stan techniczny urządzeń przesyłowych i rozdzielczych, jak również pewność zasilania. Sieci nN są najbliżej odbiorców i tym samym w nich upatrywana jest najczęstsza przyczyna jej złych parametrów lub nieuzasadnionych przerw w zasilaniu. W sieciach elektroenergetycznych miejskich awaryjność sieci nN, do których przyłączona jest duża liczba odbiorców, możliwości akumulacji zysku dla energetyki są znacznie wyższe niż na terenach wiejskich. Na terenach wiejskich, na których odbiorcy są rozproszeni, pobór mocy jest mniejszy (zasilanie gospodarstwa domowego). Wykorzystanie ekonomiczne sieci wiejskich jest niewielkie i są one wykonane w dużym stopniu przewodami gołymi, przez co awaryjność ich jest wyższa niż w miastach. Zmniejszenie awaryjności sieci nN wymaga wymiany jej starych i wyeksploatowanych elementów. Biorąc pod uwagę, że okres eksploatacji linii napowietrznych nN wynosi 35 lat, a linii kablowych nN 40 lat, więc w każdym kolejnym roku powinno być wymienione 2,85% linii napowietrznych i 2,5% linii kablowych. W celu zmniejszenia awaryjności sieci dystrybucyjnej nN należy zapewnić jej poprawną pracę przez efektywne jej wykorzystanie, wdrażanie nowoczesnych rozwiązań technicznych i właściwą eksploatację tych urządzeń.

LITERATURA:

[1] Sprawozdanie G-10.5 o stanie urządzeń elektrycznych za rok 2009-2013. Agencja Rynku Energii SA Portal Sprawozdawczy ARE, www.are.waw.pl

[2] Chojnacki A.: Analiza kosztów awaryjności urządzeń elektroenergetycznych eksploatowanych w stacjach wnętrzowych i napowietrznych SN/nN. Przegląd Elektrotechniczny 2009 nr 12

[3] Trojanowska M.: Analiza stanu technicznego sieci niskiego napięcia na terenach wiejskich Podkarpacia. MOTROL 2008 nr 10

[4] Stępień J.C., Madej Z.: Charakterystyka awarii wiejskich sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia i kosztów ich usuwania. Rynek Energii 2008 nr 1

[5] Niebrzydowski J.: Sieci elektroenergetyczne. Białystok, WPB 1997

[6] Niebrzydowski J., Hołdyński G.: Ocena spadków' napięć i awaryjności sieci wiejskich na podstawie wyników badań. Politechnika Białostocka 1997

[7] Kulczycki I, Niewiedział E., Niewiedział R.: Wybrane problemy rozwoju wiejskich sieci elektroenergetycznych. Energetyka 2011 nr 1

[8] Trojanowska M., Nęcka K.: Analiza jakości napięcia zasilającego gospodarstwa wiejskie. Inżynieria Rolnicza 2007 nr 7

[9] Paska I: Niezawodność systemów' elektroenergetycznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005

[10] Instrukcja Eksploatacji Elektroenergetycznych Linii Napowietrznych SN i nN oraz Oświetlenia Drogowego Polska Grupa Energetyczna, 2013

[11] Standardy budowy systemów' elektroenergetycznych rekomendowanych w PGE Dystrybucja SA PGE Dystrybucja S.A. Oddział Zamość T. 6 - Linie napowietrzne i kablowe niskiego napięcia wraz z przyłączami wersja 4, 2014

[12] Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej BEZELSIDE.PL ELEKTRYKA Przepisy i Normy. 1 sierpnia 2010