Відключення електроенергії

Збоєм живлення є призупинення розподілу електричного струму в даному регіоні. Це може бути через несправність електростанції, пошкодження розподільного обладнання, коротке замикання або перевантаження пристрою.

Категорії:

Міське планування - Розподіл електричної енергії - Електротехніка - Енергетична техніка

Сторінки, пов’язані з цією темою:

Автоматичний вимикач - це електромеханічна, а то й електронна система захисту, функція якої полягає в перериванні електричного струму у разі його виникнення. (джерело:)

A Відключення електроенергії - призупинення розподілу електричного струму в даному регіоні. Це може бути через несправність електростанції, пошкодження розподільного обладнання (наприклад, хуртовина або морозний дощ), коротке замикання або перевантаження пристрою.

Термін затемнення також використовується, коли несправність зачіпає більшість клієнтів.

Основні випадки (основні загальні поломки)

У цьому випадку часто використовується англіцизм. затемнення.

Згадка про безпеку електричного пристрою, опублікована RTE на своєму офіційному веб-сайті, представляє способи погіршення безпеки електричної системи, що призводить до відключень електроенергії, а також огляд основних інцидентів, що мали місце у всьому світі [1] .

Щорічний огляд безпеки французької системи електроенергетики, також доступний на веб-сайті RTE кожного року з 2001 року, включає розділ, що представляє основні збої, що відбувались у всьому світі протягом року.

Механізми, що призводять до великих інцидентів

Електроенергетичні системи великих країн спроектовані, виготовлені та експлуатуються таким чином, що користувачі мереж не піддаються, в певних межах, наслідкам найпоширеніших небезпек. Наприклад, правило "N-1", що діє в мережі UCTE, передбачає, що електрична мережа повинна залишатися життєздатною після втрати будь-якої лінії або будь-якої групи. У Франції, де довідкова система безпеки для електричної системи застосовується жорсткіше, застосовується так зване правило "N-k", при k> 1: як правило, не повинно відбуватися обвалення мережі, навіть якщо спрацьовують 2 виробничі групи.

Але, як видно з прикладів попередніх серйозних несправностей, можуть виникати набагато складніші ситуації, що виникають внаслідок численних інцидентів, особливо близьких за часом або одночасних, іноді пов’язаних із несправностями захисних пристроїв, правил чи операторів. Відгуки досвіду про основні випадки показують, що вони завжди є наслідком поєднання кількох небезпек.

Виходячи за рамки початкових первинних небезпек (наприклад, втрата виробничої групи) та їх численні комбінації потенціалів, аналіз основних інцидентів також показує, що якщо взяти більш синтетичний рівень, генеза великого інциденту часто призводить до одного з наступних чотирьох електромеханічних явищ [2], [3], [4]:

каскад перевантажень ЛЕП та їх спрацьовування;
частотний колапс;
колапс напруги;
розрив синхронізму між виробничими групами.

Коли основні інциденти особливо складні і трапляються у великих мережах, ці чотири явища можуть послідувати один за одним, перекриватися або поєднуватися; таким чином, інцидент 19 грудня 1978 р. у Франції розпочався з явища 1, а потім прискорився і поширився із явищем 4; європейський інцидент 4 листопада 2006 р. розпочався з явища 1 і продовжився явищем 2.

Наприкінці 90-х років деякі автори згадували п’яте явище: зародження низькочастотних коливань між важливими частинами особливо великого електричного пристрою; однак, якщо використання особливо вдосконалених реєстраторів, таких як WAMS [5] (Wide Area Measurement Systems), показує, що великі електричні пристрої дійсно іноді піддаються виникненню слабо затухаючих коливань низької частоти, жодних серйозних інцидентів не завжди результат цього явища.

Профілактичні заходи

Деякі профілактичні заходи, що застосовуються енергетичними компаніями для уникнення значних відключень електроенергії [6], включають:

Поховання ліній електропередач для зниження чутливості мережі до атмосферних збурень (блискавки, ожеледиця тощо)
Надмірність ліній електропередач, щоб вихід з ладу однієї лінії не призвів до небажаної події
Підтримання резерву потужності на електростанціях
Взаємозв’язок із сусідніми країнами для підвищення стабільності мережі
Специфічні системи для підвищення стабільності мережі FACTS
Зобов'язання щодо того, що вимоги щодо стабільності децентралізованих генераторних установок, коли відбуваються зміни частоти синхронної взаємопов'язаної мережі, повинні бути більш обмежувальними, тобто затверджувати вітрові турбіни лише в тому випадку, якщо вони продовжують працювати, коли частота мережі падає, а замість цього повинна бути повністю підтримана мережа. відключення.

Часто великі перебої в роботі електричної мережі спричиняють дисбаланс між виробництвом та споживанням. Основним способом захисту від цього явища є складання планів зменшення навантаження.

Паради [7], [8]

Запобігання великим відключенням електроенергії, яке є одним із об'єктів надійності електричних приладів, є складною діяльністю, яка спирається на реалізацію декількох механізмів, які повинні бути адаптовані до динаміки чотирьох електромеханічних явищ, що зазнали впливу. . Ці заходи повинні дати можливість запобігати, виявляти та лікувати дисфункції, які можуть призвести до народження одного з цих явищ, і, якщо явище трапляється, незважаючи ні на що, контролювати його розвиток.

Надійна концепція запобігання великим поломкам вимагає підтримки суворої концептуальної організації. Положення щодо оборони французької електричної системи, якою керує RTE, на яких підкреслює Клуб операцій Гранд Ресо, повинні бути визнані одним із найкращих підходів у світі [9], засновані на впровадженні ліній оборони., згідно з так званим підходом "оборони в глибині". Ці положення стосуються, з одного боку, матеріальної сфери, з іншого боку, організаційної та людської сфери. Лінії оборони стосуються трьох різних компонентів: запобігання та підготовка, спостереження та дії та, нарешті, остаточні протидії.

Профілактика та підготовка полягають у забезпеченні того, що явища, що побоюються, не можуть розпочатися, у захисті від можливих несправностей обладнання через матеріальну та функціональну надмірність, у виявленні ризикованих видів діяльності та у гарантуванні їх шляхом встановлення їх під контроль якості. Електричний пристрій також повинен бути спроектований таким чином, щоб він міг протистояти певним небезпекам, що є дуже важливим, оскільки ми ніколи не можемо повністю запобігти виникненню небезпек (існує зворотний зв'язок, щоб це показати).

Компонент моніторингу та дії об'єднує в собі дії, що дозволяють виявити відхилення величин (частоти, напруги, струмів тощо), які характерні для правильної роботи електричного пристрою, та викликати відповідні дії - керівництво або автоматичний - коли це важливо.

Третя частина - це остаточний реєстр. Незалежно від запобіжних заходів, вжитих з двома попередніми компонентами, жоден оператор мережі не має повного імунітету від ініціювання серйозної несправності. Коли ми досягнемо цієї стадії, ми повинні вжити надзвичайних заходів, щоб зупинити обвал, навіть якщо це означає втрату частини мережі або споживання, інакше ми ризикуємо втратити всю мережу (таким чином, 4 листопада 2006 року, вся європейська мережа могла б мати втрачено, якщо падіння частоти було продовжено на кілька секунд, і лише автоматичне скидання частотоміра врятувало ситуацію). Ці вимірювання повинні бути надзвичайно швидкими; ось чому звернення до людських вчинків недостатньо, і ми повинні покладатися на автоматичні системи.

У світі існують різні концепції щодо конструкції цих автоматичних систем. Вони залежать, перш за все, від конструкції відповідного електричного пристрою та від ресурсів, які можна виділити. Насправді проектування автоматичних систем завжди має свої витрати, тоді як навпаки, ніколи не можеш бути повністю впевненим, що ці системи будуть ефективними (навпаки, вони можуть навіть бути причиною несвоєчасних операцій). Тому існує рівновага.

У деяких електричних приладах це вважається занадто дорогим і занадто складним, щоб захистити себе, і немає реального встановлення систем, крім досить сільських механізмів скидання навантаження. Ми визнаємо, що мережа руйнується, і намагаємось якомога швидше повернути її в експлуатацію.

В інших країнах, де структура електричної мережі досить проста, ми вважаємо, що ми можемо захистити себе, намагаючись виявити за допомогою попередніх досліджень (особливо досліджень стабільності) комбінації небезпек, яких слід побоюватися (наприклад, втрата одночасної роботи таких і така лінія та така виробнича група), то автоматична система, здатна виявити подію та здійснити відповідну дію, яка була ідентифікована (загалом, мова йде про "дію на топологію, виробництво та споживання). У цьому підході, який називається "керованим подіями", ми таким чином створили серію специфічних автоматів (SPS [10] або Спеціальні схеми захисту в англійській термінології). Тому Бразилія широко використовує таке обладнання.

У більш складних електричних пристроях, таких як північноамериканська мережа або подібна до європейської мережі, яка завжди є більш зачепленою, така конструкція не підходить: ідентифікація комбінацій, яких слід боятися, була б надзвичайно складною і вимагала б величезного кількість СФС; більше того, враховуючи постійні зміни в електричному контексті, було б потрібно постійно змінювати функції та розташування цього обладнання; з іншого боку, завжди є несуттєвий ризик того, що СФЗ, задуманий теоретично, щоб діяти з точною подією, активується небажаним чином в інших непередбачених конфігураціях. Ось чому ми вважаємо за краще повернутися до джерела та створити здатні системи виявити появу самого страшного електромеханічного явища, і ініціювати дії. Таким чином, захисні механізми розроблені у Франції таким чином, щоб знати, як виявити колапс напруги або втрату синхронізму між зонами мережі [11]. Це не виключає доповнення цих положень особливо обмеженою кількістю СФЗ.