Τεχνικές λύσεις για τη διασφάλιση επιπέδων αξιοπιστίας σε αγροτικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας 10 και 0,38 kV
Διαγράμματα αγροτικών δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας
Τα αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα αποτελούνται από 35 ή 110 kV, υποσταθμούς μετασχηματιστών με τάσεις 110/35, 110/20, 110/10 ή 35/6, γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας με τάσεις 35, 20, 10 και 6 kV, υποσταθμούς μετασχηματιστών καταναλωτή 35/ 0,4, 20/0,4, 10/0,4 και 6/0,4 kV και γραμμές με τάση 0,38/0,22 kV.
Το κύριο σύστημα τάσης στα ηλεκτρικά δίκτυα για γεωργικούς σκοπούς είναι το σύστημα 110/35/10/0,38 kV με υποσυστήματα τάσης 110/10/0,38 kV και 35/10/0,38 kV.
Η αξιοπιστία του αγροτικού ηλεκτρικού δικτύου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το σχήμα του, διότι καθορίζει τις δυνατότητες μείωσης, καθώς και την αποτελεσματικότητα των συσκευών μεταγωγής που είναι εγκατεστημένες στο δίκτυο, του εξοπλισμού αυτοματισμού, της συλλογής, καταγραφής και μετάδοσης πληροφοριών σχετικά με την τοποθεσία. της αποτυχίας. Η κύρια απαίτηση για το σύστημα είναι να παρέχεται ο μέγιστος βαθμός πλεονασμού με ελάχιστο συνολικό μήκος γραμμών και με ελάχιστο αριθμό περιττών συνδέσεων και εξοπλισμού.
Μια πρόσθετη απαίτηση στο σχήμα του δικτύου 35-110 kV, που αναπτύσσεται όλο και περισσότερο σε σχέση με την προσέγγιση αυτής της τάσης στους αγροτικούς χρήστες, είναι η δημιουργία (υλοποίηση) πλεονασμού για κάθε χρήστη (υποσταθμός μετασχηματιστή 10 / 0,4 kV) από μια ανεξάρτητη πηγή τροφοδοσίας.
Σε ορισμένες περιοχές της χώρας μας χρησιμοποιείται σύστημα διανομής δύο επιπέδων 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 και 110/10 / 0,38 kV. Με έναν τέτοιο μετασχηματισμό, η ανάγκη για ισχύ μετασχηματιστή μειώνεται κατά 30%, μειώνονται σημαντικά οι απώλειες ενέργειας και βελτιώνεται η ποιότητα της τάσης του καταναλωτή.
Από τους υπολογισμούς προκύπτει ότι περισσότερο από το ήμισυ του συνολικού κόστους για παροχή ηλεκτρικού ρεύματος Οι αγροτικοί χρήστες επιβαρύνονται με το κόστος των γραμμών διανομής 6-10 (20) και 0,38 kV. Επομένως, για οικονομικούς λόγους, αυτές οι γραμμές συνήθως ανεβαίνουν αεροπορικώς, όπου το 70-80% του κόστους είναι το κόστος του κατασκευαστικού μέρους. Η μείωση του μήκους των γραμμών διανομής, η βελτίωση των μεθόδων μηχανικού υπολογισμού των αγωγών και των στηρίξεων και η χρήση νέων καλωδιώσεων και δομικών υλικών είναι αποτελεσματικοί τρόποι μείωσης του κόστους ισχύος.
Η κύρια κατεύθυνση της ανάπτυξης ηλεκτρικών δικτύων για γεωργικούς σκοπούς θα πρέπει να είναι η προνομιακή ανάπτυξη δικτύων με τάση 35 ... 110 kV.
Η μείωση του μήκους των δικτύων διανομής οδήγησε στο σχηματισμό τους ως διακλαδισμένα ακτινικά.
Ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για τη βελτίωση της αξιοπιστίας των ακτινικών γραμμών 6-10 kV είναι ο αυτόματος διαχωρισμός, ο οποίος συνίσταται στη διαίρεση της γραμμής σε πολλά τμήματα χρησιμοποιώντας συσκευές αυτόματης μεταγωγής.
Τα σημεία τομής τοποθετούνται τόσο στον κορμό (διαδοχική τομή) όσο και στην αρχή των κλαδιών (παράλληλη τομή). Η επίδραση του αυτόματου διαχωρισμού συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι σε περίπτωση βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα) πίσω από το σημείο τομής παραμένει η τροφοδοσία των άλλων καταναλωτών που είναι συνδεδεμένοι στο σημείο τομής.
Η διάσπαση με τη μείωση του δικτύου αποδεικνύεται ιδιαίτερα αποτελεσματική όταν ένα τμήμα μιας γραμμής που έχει χάσει την κύρια ισχύ του τροφοδοτείται από μια άλλη άθικτη γραμμή. Παράλληλα, οι διακοπές στην τροφοδοσία των καταναλωτών μειώνονται πάνω από 2 φορές.
Σε σχέση με τις αυξανόμενες απαιτήσεις για αξιοπιστία τροφοδοσίας τα τελευταία χρόνια, δακτυλιώσεις δικτύων 10 kV και διμερής παροχή υποσταθμών 35 και 110 kV.
Κατηγοριοποίηση χρηστών
Οι αγροτικοί χρήστες και οι ηλεκτρικοί δέκτες τους χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες όσον αφορά τις απαιτήσεις αξιοπιστίας του τροφοδοτικού.
Οι ηλεκτρικοί δέκτες και οι καταναλωτές της κατηγορίας I πρέπει να τροφοδοτούνται με ηλεκτρισμό από δύο ανεξάρτητες πηγές ρεύματος και η διακοπή της τροφοδοσίας τους σε περίπτωση διακοπής τάσης από μία από τις πηγές ρεύματος επιτρέπεται μόνο για το χρόνο αυτόματης αποκατάστασης της τροφοδοσίας.
Η δεύτερη πηγή τροφοδοσίας πρέπει να είναι ένας υποσταθμός 35 … 110/10 kV ή ένας άλλος δίαυλος 10 kV στον ίδιο υποσταθμό δύο μετασχηματιστών με αμφίδρομη τροφοδοσία ρεύματος μέσω του δικτύου 35 … 110 kV από το οποίο τροφοδοτείται η κύρια ισχύς. Για τους απομακρυσμένους χρήστες, στην περίπτωση των μελετών σκοπιμότητας, η δεύτερη πηγή ενέργειας μπορεί να είναι μια αυτόνομη εφεδρική πηγή ενέργειας (σταθμός ηλεκτροπαραγωγής ντίζελ).
Η συσκευή ATS παρέχεται απευθείας στην είσοδο ενός ηλεκτρικού δέκτη ή καταναλωτή.
Συνιστάται η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε δέκτες και καταναλωτές δεύτερης κατηγορίας από δύο ανεξάρτητες πηγές ενέργειας.
Ηλεκτρικοί δέκτες και καταναλωτές κατηγορίας III.
Προκειμένου να μειωθούν οι συνέπειες μαζικών βλαβών στα ηλεκτρικά δίκτυα που προκαλούνται από την εμφάνιση καταστροφικών φορτίων από πάγο και άνεμο, η παροχή ρεύματος στους ηλεκτρικούς δέκτες των αγροτικών καταναλωτών διατηρείται από αυτόνομες εφεδρικές πηγές ενέργειας.
Οι μεγάλοι υπεύθυνοι καταναλωτές (κτηνοτροφικά συγκροτήματα, πτηνοτροφεία) με φορτίο 1 MW και άνω, κατά κανόνα, θα πρέπει να τροφοδοτούνται από τον υποσταθμό τους 35 (110) / 10 kV.
Διασφάλιση επιπέδων αξιοπιστίας σε αγροτικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας 10 και 0,38 kV
Το κύριο στοιχείο των αγροτικών ηλεκτρικών δικτύων 10 kV είναι μια γραμμή διανομής, η οποία συνιστάται να εκτελείται σύμφωνα με την αρχή της εθνικής οδού.
Οι υποσταθμοί μετασχηματιστών υποστήριξης 10 / 0,4 kV (TSS) συνδέονται με γραμμές κορμού 10 kV, μέσω των οποίων πραγματοποιείται ο αμοιβαίος πλεονασμός των γραμμών. Οι υποσταθμοί μετασχηματιστών είναι υποσταθμοί μετασχηματιστών 10 / 0,4 kV με ανεπτυγμένο διακόπτη 10 kV (στον οποίο συνδέονται ακτινικές γραμμές 10 kV), που προορίζονται για αυτόματο διαχωρισμό και πλεονασμό της κύριας γραμμής, τοποθέτηση αυτοματισμών και τηλεμηχανικών και (ή) σημείων διανομής (RP). .
Το κύριο τμήμα των νεόκτιστων ή ανακατασκευασμένων γραμμών 10 kV συνιστάται να γεμίζεται με σύρμα χάλυβα-αλουμινίου με την ίδια διατομή τουλάχιστον 70 mm2, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα τροφοδοσίας μιας γραμμής σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και φορτία επισκευής του δύο γραμμές μεταξύ επιφύλαξης.Σε αυτές τις περιπτώσεις, η γραμμή 10 kV έχει συνήθως μόνο ένα εφεδρικό δίκτυο από μια ανεξάρτητη πηγή ενέργειας.
Στο δίκτυο των εναέριων γραμμών 10 kV εγκαθίστανται αποζεύκτες γραμμής 10 kV για να περιοριστεί το μήκος του τμήματος της γραμμής, συμπεριλαμβανομένων των διακλαδώσεων, στα 3,5 km. σε διακλάδωση εναέριας γραμμής 10 kV, μήκους άνω των 2,5 km.
Οι ελάχιστες επιτρεπόμενες διατομές αγωγών χάλυβα-αλουμινίου εναέριων γραμμών 10 kV σύμφωνα με τις συνθήκες μηχανικής αντοχής θα πρέπει να είναι: σε περιοχές με τυπικό πάχος τοιχώματος πάγου έως 10 mm-35 mm2. 15 … 20 — 50 mm2; περισσότερο από 20 mm — 70 mm2. σύρματα αλουμινίου — 70 mm2.
Η ελάχιστη επιτρεπόμενη διατομή αγωγών αλουμινίου εναέριων γραμμών 0,38 kV σύμφωνα με τις συνθήκες μηχανικής αντοχής πρέπει να είναι: σε περιοχές με τυπικό πάχος τοιχώματος πάγου 5 mm — 25 mm2. 10 mm ή περισσότερο — 35 mm2. χάλυβας-αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου — 25 mm2 σε όλες τις κλιματικές περιοχές. Δεν πρέπει να παρέχονται περισσότερες από δύο ή τρεις διατομές αγωγών σε εναέριες γραμμές που αναχωρούν από έναν υποσταθμό μετασχηματιστή 10 / 0,4 kV.
Η αγωγιμότητα του ουδέτερου αγωγού των γραμμών 0,38 kV που τροφοδοτούν κυρίως (πάνω από 50% από άποψη ισχύος) μονοφασικούς ηλεκτρικούς δέκτες, καθώς και ηλεκτρικούς δέκτες κτηνοτροφικών και πτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων, πρέπει να είναι τουλάχιστον η αγωγιμότητα του αγωγού φάσης. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, η αγωγιμότητα του ουδέτερου αγωγού πρέπει να λαμβάνεται τουλάχιστον στο 50% της αγωγιμότητας των αγωγών φάσης.
OTP εγκαθίστανται σε καταναλωτές κατηγορίας Ι, σε αυλές νοικοκυριών των κεντρικών κτημάτων συλλογικών και κρατικών αγροκτημάτων.
Το διάγραμμα OTP φαίνεται στο σχήμα.Συνιστάται η κατασκευή ενός σημείου διανομής (RP) στους κόμβους του δικτύου 10 kV, εάν στο μέλλον σχεδιάζεται να κατασκευαστεί εδώ υποσταθμός 35-110 / 10 kV. Συνιστάται η μεταφορά υποσταθμών μετασχηματιστών 10 / 0,4 kV για τροφοδοσία από ζυγούς 10 kV OTP (RP) εάν συνδέονται με διακλάδωση στο κύριο τμήμα της γραμμής.
Σε εναέριες γραμμές 0,38 kV πρέπει να χρησιμοποιούνται στηρίγματα από οπλισμένο σκυρόδεμα με αυξημένη αντοχή.
Κύκλωμα OTP: IP — τροφοδοτικό; GV, SV, V — κεφαλή, τομή και διακόπτες στη γραμμή 10 kV. R — αποζεύκτη 10 kV; TP — υποσταθμός μετασχηματιστή. T — μετασχηματιστής 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — διακόπτες δικτύου και τοπικής αυτόματης μεταφοράς.