حلول فنية لضمان مستويات الموثوقية في شبكات الكهرباء الريفية من 10 و 0.38 كيلوفولت

مخططات شبكات كهرباء الريف

تتكون الشبكات الكهربائية الريفية من 35 أو 110 كيلوفولت ، ومحولات فرعية بجهد 110/35 ، 110/20 ، 110/10 أو 35/6 ، خطوط كهرباء بجهد 35 ، 20 ، 10 و 6 كيلوفولت ، محولات فرعية للمستهلكين 35 / 0.4 و 20 / 0.4 و 10 / 0.4 و 6 / 0.4 كيلو فولت وخطوط بجهد 0.38 / 0.22 كيلو فولت.

نظام الجهد الرئيسي في الشبكات الكهربائية للأغراض الزراعية هو نظام 110/35/10 / 0.38 kV مع أنظمة الجهد الفرعية 110/10 / 0.38 kV و 35/10 / 0.38 kV.

تعتمد موثوقية الشبكة الكهربائية الريفية إلى حد كبير على مخططها ، لأنها تحدد إمكانيات التخفيض ، فضلاً عن فعالية أجهزة التبديل المثبتة في الشبكة ، ومعدات التشغيل الآلي ، وجمع وتسجيل ونقل المعلومات حول الموقع من الفشل. الشرط الرئيسي للخطة هو توفير أقصى درجة من التكرار مع الحد الأدنى من إجمالي طول الخطوط والحد الأدنى من التوصيلات والمعدات الزائدة عن الحاجة.

من المتطلبات الإضافية لمخطط شبكة 35-110 كيلو فولت ، والتي تتطور بشكل متزايد فيما يتعلق بنهج هذا الجهد للمستخدمين الزراعيين ، إنشاء (تنفيذ) التكرار لكل مستخدم (محطة فرعية للمحول 10 / 0.4 كيلو فولت) من مصدر مستقل عن امدادات الطاقة.

في بعض مناطق بلادنا ، يتم استخدام نظام توزيع من مستويين 110/35 / 0.38 ، 110/20 / 0.38 و 110/10 / 0.38 كيلو فولت. مع هذا التحول ، يتم تقليل الحاجة إلى طاقة المحولات بنسبة 30٪ ، ويتم تقليل فقد الطاقة بشكل كبير وتحسين جودة جهد المستهلك.

ويترتب على الحسابات أن أكثر من نصف التكاليف الإجمالية ل مزود الطاقة يتحمل المستخدمون الزراعيون تكاليف خطوط التوزيع 6-10 (20) و 0.38 كيلو فولت. لذلك ، ولأسباب اقتصادية ، عادة ما يتم رفع هذه الخطوط عن طريق الجو ، حيث تمثل تكلفة جزء البناء 70-80٪ من التكلفة. يعد تقليل طول خطوط التوزيع ، وتحسين طرق الحساب الميكانيكي للموصلات والدعامات ، واستخدام الأسلاك ومواد البناء الجديدة طرقًا فعالة لتقليل تكاليف الطاقة.

يجب أن يكون الاتجاه الرئيسي لتطوير الشبكات الكهربائية للأغراض الزراعية هو التطوير التفضيلي للشبكات بجهد 35 ... 110 كيلو فولت.

أدى تقليل طول شبكات التوزيع إلى تكوينها على شكل أقطار متفرعة.

من أكثر الطرق فعالية لتحسين موثوقية الخطوط الشعاعية 6-10 كيلو فولت هو الفصل التلقائي ، والذي يتكون من تقسيم الخط إلى عدة أقسام باستخدام أجهزة التحويل الآلي.

يتم تثبيت نقاط القسم على كل من الجذع (القسم المتسلسل) وفي بداية الفروع (القسم المتوازي). يحدث تأثير الفصل التلقائي بسبب حقيقة أنه في حالة حدوث ماس كهربائي (ماس كهربائى) خلف نقطة التقسيم يظل مصدر الطاقة للمستهلكين الآخرين المتصلين بنقطة التقسيم.

يثبت التقسيم عن طريق تقصير الشبكة فعاليته بشكل خاص عندما يتم تغذية جزء من الخط الذي فقد قوته الأولية بواسطة خط سليم آخر. في الوقت نفسه ، يتم تقليل الانقطاعات في إمدادات الطاقة للمستهلكين بأكثر من مرتين.

فيما يتعلق بالمتطلبات المتزايدة لموثوقية إمدادات الطاقة في السنوات الأخيرة ، رنين شبكات 10 كيلوفولت والإمداد الثنائي لمحطات فرعية 35 و 110 كيلوفولت.

تصنيف المستخدمين

ينقسم المستخدمون الزراعيون ومستقبلاتهم الكهربائية إلى ثلاث فئات من حيث متطلبات موثوقية إمدادات الطاقة.

يجب تزويد المستقبلات الكهربائية والمستهلكين من الفئة الأولى بالكهرباء من مصدرين مستقلين للطاقة ويمكن السماح بانقطاع التيار الكهربائي في حالة انقطاع التيار الكهربائي من أحد مصادر الطاقة فقط لوقت الاستعادة التلقائية لإمدادات الطاقة.

يجب أن يكون المصدر الثاني لإمداد الطاقة عبارة عن محطة فرعية بجهد 35 ... 110/10 كيلو فولت أو ناقل 10 كيلو فولت آخر على نفس المحطة الفرعية ذات المحولين مع مصدر طاقة ثنائي الاتجاه من خلال شبكة 35 ... 110 كيلو فولت يتم توفير الطاقة الرئيسية منها. بالنسبة للمستخدمين عن بُعد ، في حالة دراسات الجدوى ، يمكن أن يكون مصدر الطاقة الثاني مصدر طاقة احتياطيًا مستقلًا (محطة طاقة ديزل).

يتم توفير جهاز ATS مباشرة عند مدخل جهاز استقبال كهربائي أو المستهلك.

يوصى بتزويد المستقبلات الكهربائية والمستهلكين من الفئة الثانية بالكهرباء من مصدرين مستقلين للطاقة.

أجهزة الاستقبال الكهربائية والمستهلكين من الفئة الثالثة.

من أجل تقليل عواقب الأعطال الجماعية في الشبكات الكهربائية الناتجة عن حدوث أحمال مدمرة من الجليد والرياح ، يتم الحفاظ على إمدادات الطاقة للمستقبلات الكهربائية للمستهلكين الزراعيين عن طريق مصادر طاقة احتياطية مستقلة.

يجب تغذية المستهلكين الكبار المسؤولين (مجمعات الثروة الحيوانية ومزارع الدواجن) بحمل 1 ميغاواط وأكثر ، كقاعدة عامة ، من المحطات الفرعية 35 (110) / 10 كيلو فولت.

ضمان مستويات الموثوقية في شبكات الكهرباء الريفية 10 و 0.38 ك.ف.

العنصر الرئيسي للشبكات الكهربائية الريفية بجهد 10 كيلوفولت هو خط التوزيع ، الذي يوصى بتنفيذه وفقًا لمبدأ الطريق السريع.

10 / 0.4 kV الداعمة للمحولات الفرعية (TSS) متصلة بخطوط جذع 10 كيلو فولت ، والتي من خلالها يتم تحقيق التكرار المتبادل للخطوط. المحولات الفرعية للمحولات هي محطات فرعية 10 / 0.4 كيلو فولت مع مجموعة مفاتيح مطورة 10 كيلو فولت (التي يتم توصيل خطوط شعاعية 10 كيلو فولت بها) ، مخصصة للفصل التلقائي والتكرار للخط الرئيسي ، ووضع الأتمتة والميكانيكا عن بعد و (أو) نقاط التوزيع (RP) .

يوصى بملء القسم الرئيسي من خطوط 10 كيلو فولت التي تم بناؤها أو إعادة بنائها حديثًا بسلك من الصلب والألومنيوم بنفس المقطع العرضي الذي لا يقل عن 70 مم 2 ، مما يوفر إمكانية تشغيل خط واحد في حالات الطوارئ وأحمال الإصلاح. اثنين من الخطوط الاحتياطية.في هذه الحالات ، يحتوي الخط 10 كيلو فولت عادةً على شبكة احتياطية واحدة فقط من مصدر طاقة مستقل.

يتم تركيب قواطع فصل خط 10 كيلو فولت على خطوط الكهرباء الرئيسية ذات 10 كيلو فولت للحد من طول قسم الخط ، بما في ذلك الفروع ، إلى 3.5 كم ؛ على فرع من خط علوي بجهد 10 كيلو فولت بطول يزيد عن 2.5 كيلومتر.

يجب أن يكون الحد الأدنى المسموح به للمقاطع العرضية للموصلات المصنوعة من الصلب والألومنيوم لخطوط علوية 10 كيلوفولت وفقًا لظروف القوة الميكانيكية: في المناطق ذات السماكة القياسية للجدار الجليدي حتى 10 مم - 35 مم 2 ؛ 15 ... 20-50 مم 2 ؛ أكثر من 20 مم - 70 مم 2 ؛ أسلاك الألمنيوم - 70 مم 2.

يجب أن يكون الحد الأدنى المسموح به من المقطع العرضي لموصلات الألمنيوم للخطوط العلوية البالغة 0.38 كيلو فولت وفقًا لظروف القوة الميكانيكية: في المناطق التي يبلغ سمك جدارها الجليدي القياسي 5 مم - 25 مم 2 ؛ 10 مم أو أكثر - 35 مم 2 ؛ سبائك الصلب والألومنيوم والألومنيوم - 25 مم 2 في جميع المناطق المناخية. يجب عدم توفير أكثر من مقطعين أو ثلاثة مقاطع عرضية للموصلات على الخطوط العلوية الخارجة من محطة فرعية واحدة لمحول 10 / 0.4 كيلو فولت.

يجب أن تكون موصلية الموصل المحايد لخطوط 0.38 كيلو فولت التي تزود بشكل أساسي (أكثر من 50٪ من حيث الطاقة) المستقبلات الكهربائية أحادية الطور ، وكذلك المستقبلات الكهربائية لمزارع الماشية والدواجن ، على الأقل موصلية موصل الطور. في جميع الحالات الأخرى ، يجب أن تؤخذ موصلية الموصل المحايد على الأقل 50٪ من موصلية موصلات الطور.

يتم تثبيت OTPs على المستهلكين من الفئة الأولى ، في ساحات المنازل في العقارات المركزية للمزارع الجماعية والمزارع الحكومية.

يظهر مخطط OTP في الشكل.يوصى ببناء نقطة توزيع (RP) عند عقد شبكة 10 كيلو فولت ، إذا كان من المخطط في المستقبل بناء محطة فرعية 35-110 / 10 كيلو فولت هنا. يوصى بنقل 10 / 0.4 kV المحولات الفرعية لتزويدها من 10 kV OTP (RP) busbars إذا كانت متصلة بالقسم الرئيسي للخط بواسطة فرع.

يجب استخدام دعامات الخرسانة المسلحة ذات القوة المتزايدة على الخطوط العلوية 0.38 كيلو فولت.

دائرة OTP: IP - مصدر الطاقة ؛ GV ، SV ، V - الرأس ، التقسيم والمفاتيح في خط 10 كيلو فولت ؛ R - القاطع 10 كيلو فولت ؛ TP - المحولات الفرعية ؛ T - محول 10 / 0.4 كيلو فولت ؛ AVR و AVRM - مفاتيح التحويل التلقائي للشبكة والمحلية.