Technische Lösungen zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit ländlicher Stromnetze von 10 und 0,38 kV
Diagramme ländlicher Stromnetze
Ländliche Stromnetze bestehen aus 35 oder 110 kV, Umspannwerken mit Spannungen von 110/35, 110/20, 110/10 oder 35/6, Stromleitungen mit Spannungen von 35, 20, 10 und 6 kV, Umspannwerken für Verbraucher 35/0,4, 20/0,4, 10/0,4 und 6/0,4 kV und Leitungen mit einer Spannung von 0,38/0,22 kV.
Das Hauptspannungssystem in elektrischen Netzen für landwirtschaftliche Zwecke ist das 110/35/10/0,38-kV-System mit den Spannungsteilsystemen 110/10/0,38 kV und 35/10/0,38 kV.
Die Zuverlässigkeit des ländlichen Stromnetzes hängt weitgehend von seinem Schema ab, da es die Reduzierungsmöglichkeiten sowie die Wirksamkeit der im Netz installierten Schaltgeräte, der Automatisierungsgeräte, der Sammlung, Aufzeichnung und Übertragung von Informationen über den Standort bestimmt des Scheiterns. Die Hauptanforderung an das System besteht darin, ein Höchstmaß an Redundanz bei minimaler Gesamtlänge der Leitungen und einer minimalen Anzahl redundanter Verbindungen und Geräte bereitzustellen.
Eine zusätzliche Anforderung an die Regelung des 35-110-kV-Netzes, die sich im Zusammenhang mit der Annäherung dieser Spannung an landwirtschaftliche Verbraucher zunehmend entwickelt, ist die Schaffung (Implementierung) von Redundanz für jeden Verbraucher (Umspannwerk 10 / 0,4 kV) ab eine unabhängige Stromversorgungsquelle.
In einigen Regionen unseres Landes wird ein zweistufiges Verteilungssystem mit 110/35/0,38, 110/20/0,38 und 110/10/0,38 kV verwendet. Durch eine solche Transformation wird der Bedarf an Transformatorleistung um 30 % reduziert, Energieverluste deutlich reduziert und die Qualität der Verbraucherspannung verbessert.
Aus den Berechnungen geht hervor, dass mehr als die Hälfte der Gesamtkosten für Stromversorgung Landwirtschaftliche Nutzer tragen die Kosten für die Verteilungsleitungen 6-10 (20) und 0,38 kV. Aus wirtschaftlichen Gründen werden diese Leitungen daher in der Regel auf dem Luftweg hochgezogen, wobei 70–80 % der Kosten auf die Kosten des Bauteils entfallen. Die Reduzierung der Länge von Verteilungsleitungen, die Verbesserung der Methoden zur mechanischen Berechnung von Leitern und Stützen sowie die Verwendung neuer Verkabelungs- und Baumaterialien sind wirksame Möglichkeiten, die Stromkosten zu senken.
Die Hauptrichtung des Ausbaus elektrischer Netze für landwirtschaftliche Zwecke sollte der bevorzugte Ausbau von Netzen mit einer Spannung von 35 ... 110 kV sein.
Die Verkürzung der Länge der Verteilungsnetze führte zu ihrer Bildung als verzweigte Radialnetze.
Eine der effektivsten Möglichkeiten zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von 6-10-kV-Radialleitungen ist die automatische Trennung, die darin besteht, die Leitung mithilfe automatischer Schaltvorrichtungen in mehrere Abschnitte zu unterteilen.
Abschnittspunkte werden sowohl am Stamm (sequentielle Abschnitt) als auch am Anfang der Zweige (parallele Abschnitt) installiert. Der Effekt der automatischen Trennung entsteht dadurch, dass im Falle eines Kurzschlusses (Kurzschluss) hinter der Trennstelle die Stromversorgung der anderen an der Trennstelle angeschlossenen Verbraucher erhalten bleibt.
Die Aufteilung durch Netzverkürzung erweist sich insbesondere dann als wirksam, wenn ein Teil einer Leitung, der seine Primärleistung verloren hat, von einer anderen intakten Leitung gespeist wird. Gleichzeitig werden Unterbrechungen in der Stromversorgung von Verbrauchern um mehr als das Zweifache reduziert.
Im Zusammenhang mit den steigenden Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung wurden in den letzten Jahren die Ringschaltung von 10-kV-Netzen und die bilaterale Versorgung von 35- und 110-kV-Umspannwerken durchgeführt.
Kategorisierung der Benutzer
Landwirtschaftliche Nutzer und ihre elektrischen Empfänger werden hinsichtlich der Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung in drei Kategorien eingeteilt.
Elektrische Empfänger und Verbraucher der Kategorie I müssen mit Strom aus zwei unabhängigen Stromquellen versorgt werden und eine Unterbrechung ihrer Stromversorgung im Falle einer Spannungsunterbrechung von einer der Stromquellen kann nur für die Zeit der automatischen Wiederherstellung der Stromversorgung zulässig sein.
Die zweite Stromversorgungsquelle muss ein 35 … 110/10-kV-Umspannwerk oder ein weiterer 10-kV-Bus auf demselben Zwei-Transformator-Umspannwerk mit bidirektionaler Stromversorgung über das 35 … 110-kV-Netz sein, aus dem die Hauptstromversorgung erfolgt. Für Remote-Benutzer kann im Falle von Machbarkeitsstudien die zweite Energiequelle eine autonome Backup-Energiequelle (Dieselkraftwerk) sein.
Das ATS-Gerät wird direkt am Eingang eines elektrischen Empfängers oder Verbrauchers bereitgestellt.
Es wird empfohlen, elektrische Empfänger und Verbraucher der zweiten Kategorie mit Strom aus zwei unabhängigen Energiequellen zu versorgen.
Elektrische Empfänger und Verbraucher der Kategorie III.
Um die Folgen von Massenausfällen in den Stromnetzen durch das Auftreten zerstörerischer Belastungen durch Eis und Wind zu reduzieren, wird die Stromversorgung der elektrischen Empfänger der landwirtschaftlichen Verbraucher durch autonome Notstromquellen aufrechterhalten.
Große verantwortungsbewusste Verbraucher (Tierhaltungsbetriebe, Geflügelfarmen) mit einer Last von 1 MW und mehr sollten in der Regel aus ihrer 35 (110) / 10-kV-Umspannstation gespeist werden.
Gewährleistung der Zuverlässigkeit in ländlichen Stromnetzen von 10 und 0,38 kV
Das Hauptelement ländlicher 10-kV-Stromnetze ist eine Verteilungsleitung, deren Ausführung nach dem Autobahnprinzip empfohlen wird.
10 / 0,4-kV-Trafo-Umspannwerke (TSS) sind an 10-kV-Hauptleitungen angeschlossen, wodurch die gegenseitige Redundanz der Leitungen realisiert wird. Umspannwerke sind 10/0,4-kV-Umspannwerke mit entwickelter 10-kV-Schaltanlage (an die 10-kV-Radialleitungen angeschlossen sind), die für die automatische Trennung und Redundanz der Hauptleitung, die Platzierung von Automatisierung und Telemechanik und (oder) Verteilungspunkten (RP) vorgesehen sind. .
Es wird empfohlen, den Hauptabschnitt der neu gebauten oder rekonstruierten 10-kV-Leitungen mit Stahl-Aluminium-Drähten mit demselben Querschnitt von mindestens 70 mm2 zu füllen, was die Möglichkeit bietet, eine Leitung im Notfall- und Reparaturmodus mit Strom zu versorgen zwei Inter-Reserve-Linien.In diesen Fällen verfügt die 10-kV-Leitung normalerweise nur über eine Netzsicherung durch eine unabhängige Stromquelle.
In den Netzen von 10-kV-Freileitungen werden 10-kV-Leitungstrennschalter installiert, um die Länge des Leitungsabschnitts einschließlich Abzweigungen auf 3,5 km zu begrenzen; an einem Abzweig einer 10-kV-Freileitung mit einer Länge von mehr als 2,5 km.
Die minimal zulässigen Querschnitte von Stahl-Aluminium-Leitern von 10-kV-Freileitungen gemäß den Bedingungen der mechanischen Festigkeit sollten sein: in Bereichen mit einer Standarddicke der Eiswand bis zu 10 mm-35 mm2; 15 … 20 – 50 mm2; mehr als 20 mm – 70 mm2; Aluminiumdrähte – 70 mm2.
Der minimal zulässige Querschnitt von Aluminiumleitern von Freileitungen von 0,38 kV gemäß den Bedingungen der mechanischen Festigkeit sollte sein: in Bereichen mit einer Standard-Eiswanddicke von 5 mm – 25 mm2; 10 mm oder mehr – 35 mm2; Stahl-Aluminium und Aluminiumlegierungen – 25 mm2 in allen Klimaregionen. Auf Freileitungen, die von einer 10 / 0,4 kV-Umspannstation ausgehen, sollten nicht mehr als zwei oder drei Leiterquerschnitte vorgesehen sein.
Die Leitfähigkeit des Neutralleiters von 0,38-kV-Leitungen, die hauptsächlich (mehr als 50 % der Leistung) einphasige elektrische Empfänger sowie elektrische Empfänger von Vieh- und Geflügelfarmen versorgen, muss mindestens der Leitfähigkeit des Phasenleiters entsprechen. In allen anderen Fällen muss die Leitfähigkeit des Neutralleiters mindestens 50 % der Leitfähigkeit der Phasenleiter betragen.
OTPs werden bei Verbrauchern der Kategorie I in den Höfen der Haushalte der Zentralgrundstücke der Kollektiv- und Staatswirtschaften installiert.
Das OTP-Diagramm ist in der Abbildung dargestellt.Es wird empfohlen, an den Knotenpunkten des 10-kV-Netzes einen Verteilungspunkt (RP) zu errichten, wenn hier in Zukunft der Bau eines 35-110/10-kV-Umspannwerks geplant ist. Es wird empfohlen, 10 / 0,4-kV-Umspannwerke auf die Versorgung von 10-kV-OTP-Sammelschienen (RP) umzustellen, wenn diese über eine Abzweigung mit dem Hauptabschnitt der Leitung verbunden sind.
Bei 0,38-kV-Freileitungen müssen Stahlbetonstützen mit erhöhter Festigkeit verwendet werden.
OTP-Schaltung: IP – Stromversorgung; GV, SV, V – Kopf, Abschnitte und Schalter in der 10-kV-Leitung; R – Trennschalter 10 kV; TP – Umspannwerk; T – Transformator 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM – Netzwerk- und lokale automatische Übertragungsschalter.