Pouzdanost Sistema

Prilozena mapa prikazuje geografsko podrucje koje pogriva North American Electric Reliability Council, tijelo koje se bavi pouzdanoscu sistema na tlu Sjeverne Amerike.

Pouzdanost sistema danas postaje jedna od vaznijih tema u Proizvodnji, Prijenosu i Distribuciji elektricne energije. Narocito je to postalo neizbjezno vazno, nakon sto se globalno, sirom svijeta elektroprivreda restruktuirala i presla na poslovanje u uvjetima otvorenog trzista, cime je dozvoljena otvorena  konkurencija i privatizacija. U nastavku je prikazan kratki opis pokazatelja pouzdanosti   distributivnog sistema, nacin proracuna pokazatelja i faktora koji imaju utjecaj na njih. Radi jednostavnosti izrade web stranice, prikazani su samo osnovni elementi. Ako izabrana tema bude interesantna za posjetioce, tema se moze prosirit sa vise detalja i primjera.

Pokazatelji pouzdanosti sistema

U cilju usporedjivanja distributivnih firmi, bilo je neophodno uvesti nekakva standardizirana mjerila, pomocu kojih bi mogli mjeriti pouzdanost, na svim nivoima Proizvodnje, Prijenosa i Distribucije elektricne energije. U isto vrijeme, analizom podataka, moguce je uociti elemente i faktore koji imaju znacajan utjecaj na pouzdanost, te korisno upotrijebiti takve podatke u svrhu povecanja pouzdanosti, smanjenja prekida, gubitaka i  poboljsanju pogona. Od posebne  vaznosti je, sto nam ti pokazatelji mogu ukazati na nacine kako smanjiti gubitke kod potrosaca energije, nastale zbog neisporucene energije i one izazvane gubitcima u proizvodnji prouzrokovane prekidom u isporuci.

Definicija pojmova

Prikljuceno opterecenje - je nominalna vrijednost snage transformatora, vrsno opterecenje ili mjereno vrsno opterecenje, na djelu mreze koje je u prekidu i koje je predmet promatranja. Vremenski perion promatranja mora biti definirano unaprijed (na pr. godisnje vrsno opterecenje).

Broj potrosaca - je broj prikljucenih potrosaca ili u vecini slucajeva, to je broj mjernih mjesta na promatranom djelu mreze.

Prekid - je gubitak napajanja jednog ili vise potrosaca. Taj prekid moze biti prouzrokovan ispadom jedne ili vise komponenti koje cine sistem.

Duzina prekida - je period vremena mjeren u minutama ili satima ili danima od trenutka zapocinjanja prekida potrosaca do trenutka kada se ponovno uspostavi napajanje. Katkada je uspostavljanje napajanja izvodi u vise stupnjeva-faza, pa je u takvim slucjevima neophodno registrirati vrijeme trajanja prekida svakog pojedinog stupnja-faze.

Prisilni prekid - je prekid prouzrokovan uvjetom direktno vezanim za komponentu u sistemu, koja mora biti trenutno iskljucena iz pogona rucno ili automatski, ili je to prekid prouzrokovan nepravilnim djelovanjem aparata ili ljudskom greskom.

Trenutni prekid - je prekid nastao djelovanjem jedne od naprava za prekidanje strujnog kruga a koje se ocituje u nesatanku napona doticnog strujnog kruga.

Dogadjaj Trenutni prekid - je prekid nastao djelovanjem jedne od naprava za prekidanje strujnog kruga, sa  vremenskim periodom u duzini, potrebnoj da naprava vrati napajanje u prvobitno stanje. Ta definicija obuhvaca naprave sa ponovnim ukljucenjem, ciji prekid ne traje duze od unaprijed definiranog vremena, obicno <5minuta.

Planirani prekid - je gubitak napajanja kada je komponeta u sistemu namjerno - planski iskljucena, u cilju izgradnje, planiranog odrzavanja, ili popravka.

Trajan prekid - je svaki drugi prekid koji nije definiran gornjim definicijama i traje duze od 5 minuta (>5min).

Prekidna naprava - je naprava predvidjena za uklop i isklop te ponovni brzi uklop sistema u uvjetima kvara. naprava se moze upravljati rucno, automatski a u tu grupu se mogu ubrojiti: prekidaci, rastavljaci sa ponovnim uklopom itd.

Blokiranost (lockout) - je definirana zavrsnim djelovanjem naprave, koja ostaje u iskljucenom stanju, uvjetovanom djelovanjem zastitnih releja.

Znacajan prekid - je prekid karakteriziran kao katastrofalan, koji prelazi tehnicke karakteristike predvidjene  uvjetima za koje je sistem izgradjen, a moze se definirati kao:
Velika steta u sistemu
Unaprijed definirani broj potrosaca u prekidu
Neuobicajeno dugo vrijeme uspostavljanja normalnog stanja

Ukupan broj prikljucenih potrosaca - je ukupan broj prikljucenih potrosaca u zadnjem danu promatranog vremenskog perioda  

Definicija pokazatelja pouzdanosti

Osnovni faktori kojima se odredjuju podaci za proracun indeksa pouzdanosti jesu:
 i = dogadjaj prekida
r_i = vrijeme do obnove napajanja za dogadjaj prekida
E = dogadjaj
T = sveukupno
ID_E = dogadjaj prekida naprave u promatranom periodu
N_i = broj potrosaca u rekidu za svaki dogadjaj prekida u promatranom periodu
N_T = sveukupan broj potrosaca napajan na promatranom podrucju sistema
L_i = prkljucena snaga u prekidu za svaki prekidni dogadjaj kVA
L_T = sveukupna prikljucena snaga u sistemu kVA
CN = sveukupan broj potrosaca koji je pretrpio trajni prekid u promatranom periodu

Indeksi Trajnih Prekida
SAIFI - (System Average Interruption Frequency Index) Indeks prosjecne frekvencije prekida sistema, koja se definira kao omjer zbroja prekid-potrosac i ukupnog broja napajanih potrosaca. Jedinica mjere je prekid po potrosacu
SAIFI = SN_i /  N_T
SAIFI = Ukupan_broj_Prekid_Potrosac / Ukupan_Broj_ Napajanih _Potrosaca
 

SAIDI - (System Average Interruption Duration Index) Indeks prosjecnog trajanja prekida u sistemu, definiran je kao  omjer ukupnog broja potrosac-sati prekida i ukupnog broja napajanih potrosaca. Jedinica mjere je  sati (minuta) prekida po potrosacu.
SAIDI = Sr_i N_i / N_T
SAIDI = Ukupan_broj_Prekid_Potrosac_Sati / Ukupan_Broj_Napajanih_Potrosaca
 

CAIDI - (Customer Average Interruption Duration Index) Indeks prosjecne duzine trajanja prekida potrosaca, koji se definira kao omjer ukupnog broja vremena prekida potrosac-sati i ukupnog
broja potrosaca u prekidu napajanja. Ovaj indeks pokazuje pogonsku dobrotu sistema, odaziv na pojavu kvara i efektivnost popravka kvara.
CAIDI =Sr_iN_i / N_i
CAIDI = Ukupan_broj_Potrosac_Sati_ u_prekidu / Ukupan_broj_Potrosaca_u_prekidu
 

ASAI - (Average System Availability Index) Indeks prosjecne upotrebljivosti sistema, koji se definira kao omjer ukupnog vremena upotrebljivosti sistema i ukupnog broja sati u toku godine. To je postotak vremena u toku godine kada je
moguca koristiti sistem.
ASAI = [N_T * (Godisnje_sati) - Sr_iN_i ] /
ASAI = [(Sveukupni_Broj_Potrosaca * Sati_godisnje)-(ukupno vrijeme u prekidu)] /
             (Sveukupni_broj_Potrosaca * Sati_godisnje)

Zbog jednostavnosti opisa i web stranice, nisu opisani indeksi trenutnih prekida i oni bazirani na prikljucnoj snazi.

Svrha izbora indeksa pouzdanosti
Ineksi pouzdanosti sadrze vrijeme trajanje i frekvenciju prekida promatranog sistema u definiranom vremenskon periodu. Kroz njih je moguce procijeniti sveukupno stanje sistema i stanje potrosaca. Prosjecna vrijednost daje dobre rezultate trenda stanja, iako se nepotpunim ili povrsnim zapisima prekida ponekad mogu izgubiti vazni pokazatelji, kao na pr. vrijeme ukljucenja posljednjeg potrosaca. Radi toga je od velike vaznosti tocno i detaljno vodjenje i pracenje dogadjaja  i opreme vezanih za prekide. U mnogim slucajevima, to je vodjenje i registriranje automatsko.





Primjer proracuna Indexa pouzdanosti

U nastavku je prikazan jedan primjer sa detaljnim proracunom pokazatelja pouzdanosti. Podaci su dani tabelarno, za vremenski period od jedne godine, za primjer sistema sa 6 izlaza, brojem potrosaca, prikljucenom snagom potrosaca, brojem prekida i duzinom trajanja istog, te brojem potrosaca u prekidu, za svaki prekid posebno.

Proracun indeksa pouzdanosti na osnovu gore navedenih podataka iznose:
SAIFI=(1000+300+800+800)/4600= 0.63 prekida/potrosacu godisnje

SAIDI=[(100*2)+(300*1)+(800*0.5)+ (800*1.5)]=0.848 sati/potrosacu

CAIDI=[(100*2)+(300*1)+(800*0.5)+
(800*1.5)] / (100+300+800+800)=
1.345 sati/potrosacu u prekidu

ASAI={(8760*4600)-[(1000*2)+ (300 *1)+(800*0.5)+(800*1.5)]} / (8760*4600)=0.999903 ili 99.9903% od ukupno g vremena na raspolaganju.

U nastavku je prikaz indeksa pouzdanosti za 1998 godinu, objavljenih u izvjestaju CEA i uzroci prekida. Prikazani podaci ne uzimaju u obzir ledeno nevrijeme i prekide koje je izazvalo u 1998 u provincijama Ontarija i Quebeca.