Tekniska lösningar för att säkerställa tillförlitlighetsnivåer i landsbygdens elnät på 10 och 0,38 kV

Diagram över landsbygdens elnät

Elnät på landsbygden består av 35 eller 110 kV, transformatorstationer med spänningar 110/35, 110/20, 110/10 eller 35/6, ​​kraftledningar med spänningar 35, 20, 10 och 6 kV, transformatorstationer för konsumenter 35/ 0,4, 20/0,4, 10/0,4 och 6/0,4 kV och ledningar med en spänning på 0,38/0,22 kV.

Huvudspänningssystemet i elnät för jordbruksändamål är 110/35/10/0,38 kV-systemet med spänningsdelsystem 110/10/0,38 kV och 35/10/0,38 kV.

Tillförlitligheten hos det elektriska nätverket på landsbygden beror till stor del på dess schema, eftersom det bestämmer möjligheterna till minskning, såväl som effektiviteten hos kopplingsanordningarna installerade i nätverket, automationsutrustningen, insamling, inspelning och överföring av information om platsen av misslyckandet. Huvudkravet för systemet är att tillhandahålla maximal redundansgrad med en minsta total längd på linjer och med ett minsta antal redundanta anslutningar och utrustning.

Ett ytterligare krav till schemat för 35-110 kV-nätverket, som utvecklas alltmer i samband med närmande av denna spänning till jordbruksanvändare, är skapandet (implementeringen) av redundans för varje användare (transformatorstation 10 / 0,4 kV) från en oberoende källa för strömförsörjning.

I vissa regioner i vårt land används ett distributionssystem på två nivåer på 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 och 110/10 / 0,38 kV. Med en sådan transformation minskar behovet av transformatoreffekt med 30 %, energiförlusterna minskar avsevärt och kvaliteten på konsumentens spänning förbättras.

Av beräkningarna följer att mer än hälften av de totala kostnaderna för strömförsörjning lantbruksanvändare står för kostnaderna för distributionsledningar 6-10 (20) och 0,38 kV. Därför höjs dessa linjer av ekonomiska skäl vanligtvis med flyg, där 70-80 % av kostnaden är kostnaden för konstruktionsdelen. Att minska längden på distributionsledningar, förbättra metoder för mekanisk beräkning av ledare och stöd och använda nya ledningar och konstruktionsmaterial är effektiva sätt att minska energikostnaderna.

Huvudriktningen för utvecklingen av elektriska nätverk för jordbruksändamål bör vara den förmånliga utvecklingen av nätverk med en spänning på 35 ... 110 kV.

Minskningen av distributionsnätens längd ledde till att de bildades som grenade radialer.

Ett av de mest effektiva sätten att förbättra tillförlitligheten hos 6-10 kV radiella linjer är automatisk separation, som består i att dela upp linjen i flera sektioner med hjälp av automatiska omkopplingsanordningar.

Sektionspunkter installeras både på stammen (sekventiell sektion) och i början av grenarna (parallell sektion). Effekten av automatisk separation uppstår på grund av att i händelse av en kortslutning (kortslutning) bakom sektioneringspunkten kvarstår strömförsörjningen till de andra förbrukarna som är anslutna till sektioneringspunkten.

Uppdelning genom nätverksförkortning visar sig vara särskilt effektiv när en del av en linje som har förlorat sin primära effekt matas av en annan intakt linje. Samtidigt reduceras avbrott i konsumenternas strömförsörjning med mer än 2 gånger.

I samband med de senaste årens ökande krav på strömförsörjningssäkerhet, ringning av 10 kV-nät och bilateral leverans av 35 och 110 kV transformatorstationer.

Kategorisering av användare

Lantbruksanvändare och deras elektriska mottagare är indelade i tre kategorier när det gäller krav på strömförsörjning.

Elektriska mottagare och konsumenter av kategori I måste förses med elektricitet från två oberoende strömkällor och avbrott i deras strömförsörjning i händelse av spänningsavbrott från en av strömkällorna kan endast tillåtas under tiden för automatisk återställning av strömförsörjningen.

Den andra strömförsörjningskällan måste vara en 35 … 110/10 kV transformatorstation eller en annan 10 kV-buss på samma tvåtransformatorstation med dubbelriktad strömförsörjning genom 35 … 110 kV-nätet från vilket huvudströmmen försörjs. För fjärranvändare, i fallet med genomförbarhetsstudier, kan den andra energikällan vara en autonom reservenergikälla (dieselkraftverk).

ATS-enheten tillhandahålls direkt vid ingången till en elektrisk mottagare eller konsument.

Det rekommenderas att förse elektriska mottagare och konsumenter av den andra kategorin med el från två oberoende energikällor.

Elektriska mottagare och förbrukare av kategori III.

För att minska konsekvenserna av massfel i de elektriska näten som orsakas av förekomsten av destruktiva belastningar från is och vind, upprätthålls strömförsörjningen till jordbrukskonsumenternas elektriska mottagare av autonoma reservkraftkällor.

Stora ansvarsfulla konsumenter (boskapskomplex, fjäderfägårdar) med en belastning på 1 MW och mer bör som regel matas från sin 35 (110) / 10 kV transformatorstation.

Säkerställa tillförlitlighetsnivåer i landsbygdens elnät på 10 och 0,38 kV

Huvudelementet i landsbygdens 10 kV elektriska nätverk är en distributionsledning, som rekommenderas att utföras enligt motorvägsprincipen.

10 / 0,4 kV stödjande transformatorstationer (TSS) är anslutna till 10 kV stamledningar, genom vilka ledningarnas ömsesidiga redundans realiseras. Transformatorstationer är 10 / 0,4 kV transformatorstationer med utvecklade 10 kV ställverk (till vilka 10 kV radiella ledningar är anslutna), avsedda för automatisk separation och redundans av huvudledningen, placering av automation och telemekanik och (eller) distributionspunkter (RP) .

Huvudsektionen av de nybyggda eller rekonstruerade 10 kV-ledningarna rekommenderas att fyllas med stål-aluminiumtråd med samma tvärsnitt på minst 70 mm2, vilket ger möjlighet att driva en ledning i nöd- och reparationsläge belastningar av två mellanreservlinjer.I dessa fall har 10 kV-ledningen normalt endast en nätbackup från en oberoende strömkälla.

10 kV ledningsfrånskiljare installeras på elnätet för 10 kV luftledningar för att begränsa längden på ledningssektionen, inklusive grenar, till 3,5 km; på en gren av en 10 kV luftledning, med en längd över 2,5 km.

De minsta tillåtna tvärsnitten av stål-aluminiumledare på 10 kV luftledningar enligt villkoren för mekanisk styrka bör vara: i områden med en standardtjocklek på isväggen upp till 10 mm-35 mm2; 15 … 20 — 50 mm2; mer än 20 mm — 70 mm2; aluminiumtrådar — 70 mm2.

Minsta tillåtna tvärsnitt av aluminiumledare av luftledningar på 0,38 kV enligt villkoren för mekanisk styrka bör vara: i områden med en standard isväggtjocklek på 5 mm - 25 mm2; 10 mm eller mer — 35 mm2; stål-aluminium och aluminiumlegering — 25 mm2 i alla klimatområden. Högst två eller tre ledartvärsnitt bör tillhandahållas på luftledningar som avgår från en 10 / 0,4 kV transformatorstation.

Konduktiviteten hos den neutrala ledaren på 0,38 kV-ledningar som huvudsakligen levererar (mer än 50 % i termer av effekt) enfasiga elektriska mottagare, såväl som elektriska mottagare för boskap och fjäderfägårdar, måste åtminstone vara fasledarens ledningsförmåga. I alla andra fall måste neutralledarens ledningsförmåga tas till minst 50 % av fasledarnas ledningsförmåga.

OTP:er installeras hos konsumenter av kategori I, på gårdarna hos hushållen i de centrala egendomarna i kollektiva och statliga gårdar.

OTP-diagrammet visas i figuren.Det rekommenderas att bygga en distributionspunkt (RP) vid noderna i 10 kV-nätverket, om det i framtiden planeras att bygga en 35-110 / 10 kV transformatorstation här. Det rekommenderas att överföra 10 / 0,4 kV transformatorstationer till matning från 10 kV OTP (RP) samlingsskenor om de är anslutna till huvudsektionen av ledningen med en förgrening.

Armerade betongstöd med ökad hållfasthet ska användas på 0,38 kV luftledningar.

OTP-krets: IP — strömförsörjning; GV, SV, V — huvud, sektionering och växlar i 10 kV-ledningen; R — frånskiljare 10 kV; TP — transformatorstation; T — transformator 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — nätverk och lokala automatiska överföringsväxlar.