Solucions tècniques per garantir nivells de fiabilitat en xarxes elèctriques rurals de 10 i 0,38 kV
Esquemes de xarxes elèctriques rurals
Les xarxes elèctriques rurals consisteixen en 35 o 110 kV, subestacions transformadores amb tensions de 110/35, 110/20, 110/10 o 35/6, línies elèctriques amb tensions de 35, 20, 10 i 6 kV, subestacions transformadores de consum. 35/ 0,4, 20/0,4, 10/0,4 i 6/0,4 kV i línies amb una tensió de 0,38/0,22 kV.
El sistema de tensió principal a les xarxes elèctriques amb finalitats agrícoles és el sistema 110/35/10/0,38 kV amb els subsistemes de tensió 110/10/0,38 kV i 35/10/0,38 kV.
La fiabilitat de la xarxa elèctrica rural depèn en gran mesura del seu esquema, ja que determina les possibilitats de reducció, així com l'eficàcia dels dispositius de commutació instal·lats a la xarxa, els equips d'automatització, la recollida, l'enregistrament i la transmissió d'informació sobre la ubicació. del fracàs. El principal requisit de l'esquema és proporcionar el màxim grau de redundància amb una longitud total mínima de línies i amb un nombre mínim de connexions i equips redundants.
Un requisit addicional a l'esquema de la xarxa de 35-110 kV, que es desenvolupa cada cop més en relació amb l'acostament d'aquesta tensió als usuaris agrícoles, és la creació (implementació) de redundància per a cada usuari (subestació transformadora 10/0,4 kV) des de una font independent d'alimentació.
En algunes regions del nostre país s'utilitza un sistema de distribució de dos nivells de 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 i 110/10 / 0,38 kV. Amb aquesta transformació, la necessitat de potència del transformador es redueix en un 30%, les pèrdues d'energia es redueixen significativament i es millora la qualitat de la tensió del consumidor.
Dels càlculs es desprèn que més de la meitat dels costos totals per Font d'alimentació Els usuaris agrícoles assumeixen els costos de les línies de distribució 6-10 (20) i 0,38 kV. Per tant, per raons econòmiques, aquestes línies solen elevar-se per aire, on el 70-80% del cost és el cost de la part de construcció. La reducció de la longitud de les línies de distribució, la millora dels mètodes de càlcul mecànic de conductors i suports i l'ús de nous cablejats i materials de construcció són maneres efectives de reduir els costos d'energia.
La direcció principal del desenvolupament de xarxes elèctriques amb finalitats agrícoles hauria de ser el desenvolupament preferent de xarxes amb una tensió de 35 ... 110 kV.
La reducció de la longitud de les xarxes de distribució va provocar la seva formació com a radials ramificats.
Una de les maneres més efectives de millorar la fiabilitat de les línies radials de 6-10 kV és la separació automàtica, que consisteix a dividir la línia en diverses seccions mitjançant dispositius de commutació automàtica.
Els punts de secció s'instal·len tant al tronc (secció seqüencial) com a l'inici de les branques (secció paral·lela). L'efecte de la separació automàtica es produeix a causa del fet que en cas d'un curtcircuit (curtcircuit) darrere del punt de secció roman l'alimentació dels altres consumidors connectats al punt de secció.
La divisió per escurçament de la xarxa resulta especialment eficaç quan una part d'una línia que ha perdut la seva potència primària és alimentada per una altra línia intacta. Al mateix temps, les interrupcions en el subministrament elèctric dels consumidors es redueixen més de 2 vegades.
En relació amb els creixents requisits de fiabilitat del subministrament elèctric en els darrers anys, l'anellament de xarxes de 10 kV i el subministrament bilateral de les subestacions de 35 i 110 kV.
Categorització dels usuaris
Els usuaris agrícoles i els seus receptors elèctrics es divideixen en tres categories pel que fa als requisits de fiabilitat de la font d'alimentació.
Els receptors elèctrics i els consumidors de la categoria I s'han de subministrar amb electricitat a partir de dues fonts d'alimentació independents i la interrupció del seu subministrament elèctric en cas d'interrupció de la tensió d'una de les fonts d'alimentació només es pot permetre durant el temps de restabliment automàtic de l'alimentació.
La segona font d'alimentació ha de ser una subestació de 35 … 110/10 kV o un altre bus de 10 kV a la mateixa subestació de dos transformadors amb alimentació bidireccional a través de la xarxa de 35 … 110 kV des de la qual s'alimenta l'alimentació principal. Per als usuaris remots, en el cas dels estudis de viabilitat, la segona font d'energia pot ser una font d'energia de reserva autònoma (central dièsel).
El dispositiu ATS es proporciona directament a l'entrada d'un receptor o consumidor elèctric.
Es recomana subministrar electricitat als receptors i consumidors elèctrics de la segona categoria de dues fonts d'energia independents.
Receptors i consumidors elèctrics de categoria III.
Per tal de reduir les conseqüències de fallades massives a les xarxes elèctriques causades per l'aparició de càrregues destructives pel gel i el vent, el subministrament d'energia als receptors elèctrics dels consumidors agrícoles es manté mitjançant fonts d'energia de reserva autònomes.
Els grans consumidors responsables (conjunts ramaders, granges avícoles) amb una càrrega d'1 MW i més, per regla general, haurien d'alimentar-se des de la seva subestació de 35 (110) / 10 kV.
Garantir nivells de fiabilitat a les xarxes elèctriques rurals de 10 i 0,38 kV
L'element principal de les xarxes elèctriques rurals de 10 kV és una línia de distribució, que es recomana dur a terme segons el principi de la carretera.
Les subestacions transformadores de suport (TSS) de 10 / 0,4 kV estan connectades a línies troncals de 10 kV, a través de les quals es realitza la redundància mútua de les línies. Les subestacions de transformació són subestacions de transformació de 10/0,4 kV amb aparells de 10 kV desenvolupats (a les quals es connecten línies radials de 10 kV), destinades a la separació automàtica i redundància de la línia principal, col·locació d'automatismes i telemecànica i (o) punts de distribució (RP) .
Es recomana que la secció principal de les línies de 10 kV de nova construcció o reconstrucció s'ompli amb filferro d'acer-alumini amb la mateixa secció d'almenys 70 mm2, que ofereix la possibilitat d'alimentar una línia en modes d'emergència i reparació de càrregues de la dues línies entre reserves.En aquests casos, la línia de 10 kV normalment només té una còpia de seguretat de la xarxa des d'una font d'energia independent.
S'instal·len seccionadors de línia de 10 kV a la xarxa de les línies aèries de 10 kV per limitar la longitud del tram de la línia, inclosos els ramals, a 3,5 km; en un ramal d'una línia aèria de 10 kV, amb una longitud superior a 2,5 km.
Les seccions transversals mínimes permeses dels conductors d'acer-alumini de línies aèries de 10 kV segons les condicions de resistència mecànica han de ser: a les zones amb un gruix estàndard de la paret de gel de fins a 10 mm-35 mm2; 15 … 20 — 50 mm2; més de 20 mm - 70 mm2; cables d'alumini — 70 mm2.
La secció transversal mínima admissible dels conductors d'alumini de les línies aèries de 0,38 kV segons les condicions de resistència mecànica ha de ser: a les zones amb un gruix estàndard de paret de gel de 5 mm - 25 mm2; 10 mm o més - 35 mm2; acer-alumini i aliatge d'alumini — 25 mm2 en totes les regions climàtiques. A les línies aèries que surten d'una subestació transformadora de 10/0,4 kV no s'han de disposar més de dues o tres seccions de conductor.
La conductivitat del conductor neutre de les línies de 0,38 kV que subministren principalment (més del 50% en termes de potència) receptors elèctrics monofàsics, així com receptors elèctrics de granges ramaderes i avícoles, ha de ser almenys la conductivitat del conductor de fase. En tots els altres casos, la conductivitat del conductor neutre s'ha de prendre com a mínim el 50% de la conductivitat dels conductors de fase.
Els OTP s'instal·len als consumidors de categoria I, als patis de les llars de les finques centrals de les explotacions col·lectives i estatals.
El diagrama OTP es mostra a la figura.Es recomana construir un punt de distribució (RP) als nodes de la xarxa de 10 kV, si en el futur es preveu construir aquí una subestació de 35-110 / 10 kV. Es recomana transferir subestacions transformadores de 10 / 0,4 kV per alimentar-se des de barres OTP (RP) de 10 kV si estan connectades al tram principal de la línia per una derivació.
A les línies aèries de 0,38 kV s'han d'utilitzar suports de formigó armat amb resistència augmentada.
Circuit OTP: IP — font d'alimentació; GV, SV, V — capçal, seccionament i interruptors a la línia de 10 kV; R — seccionador 10 kV; TP — subestació transformadora; T — transformador 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM: commutadors de transferència automàtica de xarxa i locals.