Soluții tehnice pentru asigurarea nivelurilor de fiabilitate în rețelele electrice rurale de 10 și 0,38 kV

Diagrame rețelelor electrice rurale

Rețelele electrice rurale constau din 35 sau 110 kV, posturi de transformare cu tensiuni de 110/35, 110/20, 110/10 sau 35/6, ​​linii electrice cu tensiuni de 35, 20, 10 și 6 kV, posturi de transformare de consum. 35/ 0,4, 20/0,4, 10/0,4 și 6/0,4 kV și linii cu tensiunea de 0,38/0,22 kV.

Principalul sistem de tensiune în rețelele electrice de uz agricol este sistemul 110/35/10/0,38 kV cu subsisteme de tensiune 110/10/0,38 kV și 35/10/0,38 kV.

Fiabilitatea rețelei electrice rurale depinde în mare măsură de schema acesteia, deoarece determină posibilitățile de reducere, precum și eficacitatea dispozitivelor de comutare instalate în rețea, echipamentele de automatizare, colectarea, înregistrarea și transmiterea informațiilor despre locație. a eșecului. Principala cerință a schemei este de a asigura gradul maxim de redundanță cu o lungime totală minimă a liniilor și cu un număr minim de conexiuni și echipamente redundante.

O cerință suplimentară la schema rețelei de 35-110 kV, care se dezvoltă din ce în ce mai mult în legătură cu abordarea acestei tensiuni la utilizatorii agricoli, este crearea (implementarea) redundanței pentru fiecare utilizator (substație de transformare 10 / 0,4 kV) de la o sursă independentă de alimentare.

În unele regiuni ale țării noastre se utilizează un sistem de distribuție pe două niveluri de 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 și 110/10 / 0,38 kV. Cu o astfel de transformare, nevoia de putere a transformatorului este redusă cu 30%, pierderile de energie sunt reduse semnificativ și calitatea tensiunii consumatorului este îmbunătățită.

Din calcule rezultă că mai mult de jumătate din costurile totale pentru alimentare electrică utilizatorii agricoli suportă costurile liniilor de distribuție 6-10 (20) și 0,38 kV. Prin urmare, din motive economice, aceste linii sunt de obicei ridicate pe calea aerului, unde 70-80% din cost este costul piesei de construcție. Reducerea lungimii liniilor de distribuție, îmbunătățirea metodelor de calcul mecanic al conductoarelor și suporturilor și utilizarea noilor cablaje și materiale de construcție sunt modalități eficiente de reducere a costurilor cu energie.

Direcția principală de dezvoltare a rețelelor electrice în scopuri agricole ar trebui să fie dezvoltarea preferențială a rețelelor cu o tensiune de 35 ... 110 kV.

Reducerea lungimii rețelelor de distribuție a dus la formarea acestora sub formă de radiale ramificate.

Una dintre cele mai eficiente modalități de îmbunătățire a fiabilității liniilor radiale de 6-10 kV este separarea automată, care constă în împărțirea liniei în mai multe secțiuni folosind dispozitive de comutare automată.

Punctele de secțiune sunt instalate atât pe trunchi (secțiune secvențială), cât și la începutul ramurilor (secțiune paralelă). Efectul separării automate apare datorită faptului că în cazul unui scurtcircuit (scurtcircuit) în spatele punctului de secţionare rămâne sursa de alimentare a celorlalţi consumatori conectaţi la punctul de secţionare.

Împărțirea prin scurtarea rețelei se dovedește deosebit de eficientă atunci când o porțiune a unei linii care și-a pierdut puterea primară este alimentată de o altă linie intactă. În același timp, întreruperile în alimentarea cu energie a consumatorilor sunt reduse de peste 2 ori.

În legătură cu cerințele tot mai mari de fiabilitate a alimentării cu energie electrică din ultimii ani, sunetul rețelelor de 10 kV și alimentarea bilaterală a stațiilor de 35 și 110 kV.

Clasificarea utilizatorilor

Utilizatorii agricoli și receptorii lor electrici sunt împărțiți în trei categorii în ceea ce privește cerințele de fiabilitate a sursei de alimentare.

Receptoarele electrice și consumatorii din categoria I trebuie să fie alimentați cu energie electrică de la două surse independente de alimentare, iar întreruperea alimentării cu energie electrică a acestora în cazul întreruperii tensiunii de la una dintre sursele de alimentare poate fi permisă numai pentru timpul restabilirii automate a alimentării cu energie electrică.

A doua sursă de alimentare trebuie să fie o substație de 35 … 110/10 kV sau o altă magistrală de 10 kV pe aceeași substație cu două transformatoare cu alimentare bidirecțională prin rețeaua de 35 … 110 kV de la care este furnizată energia principală. Pentru utilizatorii de la distanță, în cazul studiilor de fezabilitate, a doua sursă de energie poate fi o sursă autonomă de energie de rezervă (centrală diesel).

Dispozitivul ATS este furnizat direct la intrarea unui receptor sau consumator electric.

Se recomandă asigurarea receptoarelor și consumatorilor electrici din a doua categorie cu energie electrică din două surse de energie independente.

Receptoare electrice și consumatori din categoria III.

Pentru a reduce consecințele defecțiunilor în masă în rețelele electrice cauzate de apariția sarcinilor distructive de la gheață și vânt, alimentarea cu energie a receptoarelor electrice ale consumatorilor agricoli este menținută prin surse autonome de alimentare de rezervă.

Consumatorii mari responsabili (complexuri zootehnice, ferme de păsări) cu o sarcină de 1 MW și mai mult, de regulă, ar trebui să fie alimentați de la stația lor de 35 (110) / 10 kV.

Asigurarea nivelurilor de fiabilitate în rețelele electrice rurale de 10 și 0,38 kV

Elementul principal al rețelelor electrice rurale de 10 kV este o linie de distribuție, care se recomandă să fie realizată conform principiului autostrăzii.

Stațiile de transformare de susținere (TSS) 10 / 0,4 kV sunt conectate la linii trunchi de 10 kV, prin care se realizează redundanța reciprocă a liniilor. Posturile de transformare sunt posturi de transformare de 10/0,4 kV cu aparate de distribuție de 10 kV dezvoltate (la care sunt conectate linii radiale de 10 kV), destinate separării și redundanței automate a liniei principale, amplasării de automatizări și telemecanice și (sau) puncte de distribuție (RP) .

Secțiunea principală a liniilor de 10 kV nou construite sau reconstruite se recomandă să fie umplută cu sârmă de oțel-aluminiu cu aceeași secțiune transversală de cel puțin 70 mm2, ceea ce oferă posibilitatea de a alimenta o linie în regim de urgență și reparații sarcini ale două linii între rezerve.În aceste cazuri, linia de 10 kV are în mod normal o singură rezervă de rețea de la o sursă de energie independentă.

Pe rețeaua liniilor aeriene de 10 kV se instalează separatoare de linie de 10 kV pentru a limita lungimea secțiunii de linie, inclusiv ramificații, la 3,5 km; pe o ramură a unei linii aeriene de 10 kV, cu o lungime mai mare de 2,5 km.

Secțiunile transversale minime admise ale conductoarelor din oțel-aluminiu de linii aeriene de 10 kV conform condițiilor de rezistență mecanică ar trebui să fie: în zonele cu o grosime standard a peretelui de gheață de până la 10 mm-35 mm2; 15 … 20 — 50 mm2; mai mult de 20 mm — 70 mm2; fire de aluminiu — 70 mm2.

Secțiunea transversală minimă admisă a conductoarelor de aluminiu ale liniilor aeriene de 0,38 kV în funcție de condițiile de rezistență mecanică ar trebui să fie: în zonele cu o grosime standard a peretelui de gheață de 5 mm - 25 mm2; 10 mm sau mai mult — 35 mm2; oțel-aluminiu și aliaj de aluminiu — 25 mm2 în toate regiunile climatice. Nu trebuie prevăzute mai mult de două sau trei secțiuni transversale ale conductorilor pe liniile aeriene care pleacă de la o stație de transformare de 10 / 0,4 kV.

Conductivitatea conductorului neutru al liniilor de 0,38 kV care alimentează în principal (mai mult de 50% din punct de vedere al puterii) receptoare electrice monofazate, precum și receptoare electrice ale fermelor de animale și păsări, trebuie să fie cel puțin conductivitatea conductorului de fază. În toate celelalte cazuri, conductivitatea conductorului neutru trebuie luată cel puțin 50% din conductivitatea conductorilor de fază.

OTP-urile se instalează la consumatorii din categoria I, în curțile gospodăriilor din moșiile centrale ale fermelor colective și de stat.

Diagrama OTP este prezentată în figură.Se recomandă construirea unui punct de distribuție (RP) la nodurile rețelei de 10 kV, dacă pe viitor se preconizează construirea unei substații 35-110 / 10 kV aici. Se recomandă transferul stațiilor de transformare 10 / 0,4 kV pentru alimentarea de la barele colectoare OTP (RP) de 10 kV dacă acestea sunt conectate la secțiunea principală a liniei printr-o ramură.

Pe liniile aeriene de 0,38 kV trebuie utilizate suporturi din beton armat cu rezistență crescută.

Circuit OTP: IP — alimentare; GV, SV, V — cap, secţionare şi întrerupătoare în linia de 10 kV; R — separator 10 kV; TP — stație de transformare; T — transformator 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — comutatoare de transfer automat de rețea și local.