Rozwiązania techniczne zapewniające poziom niezawodności w wiejskich sieciach elektroenergetycznych 10 i 0,38 kV

Schematy wiejskich sieci elektroenergetycznych

Wiejskie sieci elektryczne składają się z 35 lub 110 kV, podstacje transformatorowe o napięciach 110/35, 110/20, 110/10 lub 35/6, ​​linie elektroenergetyczne o napięciach 35, 20, 10 i 6 kV, podstacje odbiorcze 35/0,4, 20/0,4, 10/0,4 i 6/0,4 kV oraz linie o napięciu 0,38/0,22 kV.

Podstawowym systemem napięciowym w sieciach elektroenergetycznych do celów rolniczych jest system 110/35/10/0,38 kV z podsystemami napięciowymi 110/10/0,38 kV i 35/10/0,38 kV.

Niezawodność wiejskiej sieci elektroenergetycznej w dużej mierze zależy od jej schematu, gdyż to od niej zależą możliwości redukcji, a także skuteczność urządzeń łączeniowych zainstalowanych w sieci, urządzeń automatyki, zbierania, rejestrowania i przekazywania informacji o lokalizacji niepowodzenia. Głównym wymaganiem dla schematu jest zapewnienie maksymalnego stopnia redundancji przy minimalnej całkowitej długości linii oraz przy minimalnej liczbie redundantnych połączeń i urządzeń.

Dodatkowym wymogiem do schematu sieci 35-110 kV, który coraz bardziej się rozwija w związku z zbliżaniem się tego napięcia do użytkowników rolniczych, jest stworzenie (wdrożenie) redundancji dla każdego użytkownika (stacji transformatorowej 10/0,4 kV) od niezależne źródło zasilania.

W niektórych regionach naszego kraju stosowany jest dwupoziomowy system dystrybucji 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 i 110/10 / 0,38 kV. Przy takiej transformacji zapotrzebowanie na moc transformatora zmniejsza się o 30%, znacznie zmniejsza się straty energii i poprawia się jakość napięcia odbiorcy.

Z wyliczeń wynika, że ​​ponad połowa całkowitych kosztów dla zasilacz użytkownicy rolni ponoszą koszty linii dystrybucyjnych 6-10 (20) i 0,38 kV. Dlatego ze względów ekonomicznych linie te są zwykle podnoszone drogą powietrzną, gdzie 70-80% kosztów to koszt części konstrukcyjnej. Zmniejszenie długości linii dystrybucyjnych, ulepszenie metod obliczeń mechanicznych przewodów i wsporników oraz zastosowanie nowego okablowania i materiałów konstrukcyjnych to skuteczne sposoby na obniżenie kosztów energii.

Głównym kierunkiem rozwoju sieci elektrycznych do celów rolniczych powinien być preferencyjny rozwój sieci o napięciu 35 ... 110 kV.

Zmniejszenie długości sieci dystrybucyjnych doprowadziło do ich powstania jako rozgałęzionych radiali.

Jednym z najskuteczniejszych sposobów poprawy niezawodności linii promieniowych 6-10 kV jest automatyczna separacja, polegająca na podziale linii na kilka odcinków za pomocą automatycznych urządzeń przełączających.

Punkty sekcji są instalowane zarówno na pniu (sekcja sekwencyjna), jak i na początku gałęzi (sekcja równoległa). Efekt samoczynnej separacji wynika z faktu, że w przypadku zwarcia (zwarcia) za punktem podziału pozostaje zasilanie pozostałych odbiorników podłączonych do punktu podziału.

Podział poprzez skrócenie sieci okazuje się szczególnie skuteczny, gdy część linii, która utraciła swoją podstawową moc, jest zasilana przez inną nienaruszoną linię. Jednocześnie przerwy w dostawie prądu do odbiorców są redukowane ponad 2-krotnie.

W związku z rosnącymi wymaganiami dotyczącymi niezawodności zasilania w ostatnich latach, dzwonienie sieci 10 kV oraz dwustronne zasilanie stacji 35 i 110 kV.

Kategoryzacja użytkowników

Użytkownicy rolni i ich odbiorniki elektryczne dzielą się na trzy kategorie pod względem wymagań dotyczących niezawodności zasilania.

Odbiorniki i odbiorniki elektryczne kategorii I muszą być zasilane energią elektryczną z dwóch niezależnych źródeł zasilania, a przerwanie ich zasilania w przypadku przerwy w dostawie napięcia z jednego ze źródeł zasilania może być dopuszczone tylko na czas samoczynnego przywrócenia zasilania.

Drugim źródłem zasilania musi być rozdzielnia 35…110/10 kV lub inna magistrala 10 kV na tej samej rozdzielni dwutransformatorowej z dwukierunkowym zasilaniem poprzez sieć 35…110 kV, z której dostarczane jest zasilanie główne. Dla użytkowników zdalnych, w przypadku studiów wykonalności, drugim źródłem energii może być autonomiczne rezerwowe źródło energii (elektrownia spalinowa).

Urządzenie ATS jest dostarczane bezpośrednio przy wejściu odbiornika elektrycznego lub konsumenta.

Zaleca się zaopatrywanie odbiorników i odbiorców elektrycznych drugiej kategorii w energię elektryczną z dwóch niezależnych źródeł energii.

Odbiorniki i odbiorniki elektryczne kategorii III.

W celu ograniczenia skutków awarii masowych w sieciach elektroenergetycznych spowodowanych występowaniem niszczących obciążeń od lodu i wiatru, zasilanie odbiorników elektrycznych odbiorców rolnych jest utrzymywane przez autonomiczne rezerwowe źródła zasilania.

Duzi odpowiedzialni konsumenci (kompleksy hodowlane, fermy drobiu) o obciążeniu 1 MW i więcej z reguły powinni być zasilani z podstacji 35 (110) / 10 kV.

Zapewnienie poziomów niezawodności w wiejskich sieciach elektroenergetycznych 10 i 0,38 kV

Głównym elementem wiejskich sieci elektrycznych 10 kV jest linia rozdzielcza, którą zaleca się wykonać zgodnie z zasadą autostrady.

Podstacje transformatorowe wspomagające 10/0,4 kV (TSS) przyłączone są do linii magistralnych 10 kV, poprzez które realizowana jest wzajemna redundancja linii. Stacje transformatorowe to podstacje transformatorowe 10/0,4 kV z rozwiniętą rozdzielnicą 10 kV (do której podłączone są linie promieniowe 10 kV), przeznaczone do automatycznego rozdzielenia i redundancji linii głównej, rozmieszczenia automatyki i telemechaniki i (lub) punktów dystrybucyjnych (RP) .

Zaleca się, aby główny odcinek nowo budowanych lub przebudowywanych linii 10 kV był wypełniony drutem stalowo-aluminiowym o jednakowym przekroju co najmniej 70 mm2, co zapewnia możliwość zasilania jednej linii w trybie awaryjnym i naprawczym obciążeniami dwie linie międzyrezerwowe.W takich przypadkach linia 10 kV ma zwykle tylko jedną rezerwę sieciową z niezależnego źródła zasilania.

rozłączniki liniowe 10 kV instaluje się na sieciach linii napowietrznych 10 kV w celu ograniczenia długości odcinka linii wraz z odgałęzieniami do 3,5 km; na odgałęzieniu linii napowietrznej 10 kV o długości ponad 2,5 km.

Minimalne dopuszczalne przekroje przewodów stalowo-aluminiowych linii napowietrznych 10 kV zgodnie z warunkami wytrzymałości mechanicznej powinny wynosić: w obszarach o standardowej grubości ściany lodowej do 10 mm-35 mm2; 15 … 20 — 50 mm2; więcej niż 20 mm — 70 mm2; druty aluminiowe — 70 mm2.

Minimalny dopuszczalny przekrój aluminiowych przewodów linii napowietrznych 0,38 kV zgodnie z warunkami wytrzymałości mechanicznej powinien wynosić: w obszarach o standardowej grubości ściany lodowej 5 mm - 25 mm2; 10 mm lub więcej — 35 mm2; stalowo-aluminiowa i stopowa aluminium — 25 mm2 we wszystkich regionach klimatycznych. Na liniach napowietrznych wychodzących z jednej podstacji transformatorowej 10/0,4 kV należy zapewnić nie więcej niż dwa lub trzy przekroje przewodów.

Przewodność przewodu neutralnego linii 0,38 kV zasilających głównie (ponad 50% mocy) jednofazowe odbiorniki elektryczne, a także odbiorniki elektryczne ferm hodowlanych i drobiarskich, musi być co najmniej równa przewodności przewodu fazowego. We wszystkich innych przypadkach przewodność przewodu neutralnego musi wynosić co najmniej 50% przewodności przewodów fazowych.

OTP są instalowane u konsumentów kategorii I, na podwórkach gospodarstw domowych centralnych osiedli kołchozów i sowchozów.

Schemat OTP pokazano na rysunku.Zaleca się budowę punktu dystrybucyjnego (RP) w węzłach sieci 10 kV, jeżeli w przyszłości planowana jest tu budowa stacji 35-110/10 kV. Zaleca się przeniesienie stacji transformatorowych 10/0,4 kV na zasilanie z szynoprzewodów OTP (RP) 10 kV, jeżeli są one przyłączone do głównego odcinka linii odgałęzieniem.

Na liniach napowietrznych 0,38 kV należy stosować wsporniki żelbetowe o podwyższonej wytrzymałości.

Obwód OTP: IP — zasilanie; GV, SV, V — głowica, sekcje i rozłączniki w linii 10 kV; R — odłącznik 10 kV; TP — podstacja transformatorowa; T — transformator 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — automatyczne przełączniki sieciowe i lokalne.