Giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ tin cậy lưới điện nông thôn 10 và 0,38 kV

Sơ đồ lưới điện nông thôn

Mạng điện nông thôn bao gồm 35 hoặc 110 kV, trạm biến áp có điện áp 110/35, 110/20, 110/10 hoặc 35/6, ​​đường dây có điện áp 35, 20, 10 và 6 kV, trạm biến áp tiêu dùng 35/0,4, 20/0,4, 10/0,4 và 6/0,4 kV và đường dây có cấp điện áp 0,38/0,22 kV.

Hệ thống điện áp chính trong lưới điện phục vụ nông nghiệp là hệ thống 110/35/10/0,38 kV với các phân hệ điện áp 110/10/0,38 kV và 35/10/0,38 kV.

Độ tin cậy của mạng điện nông thôn phần lớn phụ thuộc vào sơ đồ của nó, bởi vì nó xác định khả năng giảm thiểu, cũng như hiệu quả của các thiết bị chuyển mạch được lắp đặt trong mạng, thiết bị tự động hóa, thu thập, ghi và truyền thông tin về vị trí của sự thất bại. Yêu cầu chính đối với sơ đồ là cung cấp mức độ dự phòng tối đa với tổng chiều dài đường dây tối thiểu và số lượng kết nối và thiết bị dự phòng tối thiểu.

Một yêu cầu bổ sung đối với sơ đồ mạng 35-110 kV, ngày càng phát triển liên quan đến cách tiếp cận điện áp này cho người dùng nông nghiệp, là tạo (thực hiện) dự phòng cho mỗi người dùng (trạm biến áp 10 / 0,4 kV) từ một nguồn độc lập về nguồn điện.

Ở một số vùng của nước ta sử dụng hệ thống phân phối hai cấp 110/35 / 0,38, 110/20 / 0,38 và 110/10 / 0,38 kV. Với sự chuyển đổi như vậy, nhu cầu sử dụng máy biến áp giảm 30%, tổn thất năng lượng giảm đáng kể và chất lượng điện áp của người tiêu dùng được cải thiện.

Theo tính toán, hơn một nửa tổng chi phí cho Nguồn cấp người sử dụng nông nghiệp chịu chi phí đường dây phân phối 6-10 (20) và 0,38 kV. Do đó, vì lý do kinh tế, các dòng này thường được nâng lên bằng đường hàng không, trong đó 70-80% chi phí là chi phí của phần xây dựng. Giảm chiều dài đường dây phân phối, cải thiện phương pháp tính toán cơ học của dây dẫn và giá đỡ, đồng thời sử dụng dây dẫn và vật liệu xây dựng mới là những cách hiệu quả để giảm chi phí điện năng.

Hướng phát triển chính của mạng điện phục vụ nông nghiệp là ưu tiên phát triển mạng có điện áp 35 ... 110 kV.

Việc giảm chiều dài của các mạng lưới phân phối dẫn đến sự hình thành của chúng dưới dạng các nhánh xuyên tâm.

Một trong những cách hiệu quả nhất để cải thiện độ tin cậy của các đường dây xuyên tâm 6-10 kV là phân tách tự động, bao gồm chia đường dây thành nhiều phần bằng các thiết bị chuyển mạch tự động.

Các điểm phần được cài đặt cả trên thân cây (phần nối tiếp) và ở đầu các nhánh (phần song song). Hiệu ứng tách tự động xảy ra do thực tế là trong trường hợp đoản mạch (đoản mạch) phía sau điểm phân chia, nguồn điện của những người tiêu dùng khác được kết nối với điểm phân chia vẫn duy trì.

Việc chia tách bằng cách rút ngắn mạng tỏ ra đặc biệt hiệu quả khi một phần của đường dây bị mất nguồn điện chính được cung cấp bởi một đường dây nguyên vẹn khác. Đồng thời, sự gián đoạn trong việc cung cấp điện của người tiêu dùng giảm hơn 2 lần.

Liên quan đến các yêu cầu ngày càng tăng về độ tin cậy cung cấp điện trong những năm gần đây, việc đổ chuông của mạng 10 kV và cung cấp song phương các trạm biến áp 35 và 110 kV.

Phân loại người dùng

Người sử dụng nông nghiệp và máy thu điện của họ được chia thành ba loại theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện.

Máy thu điện và người tiêu dùng loại I phải được cung cấp điện từ hai nguồn điện độc lập và việc ngắt nguồn điện của họ trong trường hợp gián đoạn điện áp từ một trong các nguồn điện chỉ có thể được phép trong thời gian tự động khôi phục nguồn điện.

Nguồn cấp điện thứ hai phải là trạm biến áp 35 … 110/10 kV hoặc một thanh cái 10 kV khác trên cùng một trạm biến áp hai máy biến áp với nguồn điện hai chiều thông qua mạng 35 … 110 kV mà nguồn điện chính được cung cấp. Đối với người dùng từ xa, trong trường hợp nghiên cứu khả thi, nguồn năng lượng thứ hai có thể là nguồn năng lượng dự phòng tự trị (nhà máy điện diesel).

Thiết bị ATS được cung cấp trực tiếp ở lối vào của máy thu điện hoặc người tiêu dùng.

Nên cung cấp điện cho các máy thu điện và người tiêu dùng thuộc loại thứ hai từ hai nguồn năng lượng độc lập.

Máy thu và tiêu thụ điện loại III.

Để giảm hậu quả của sự cố hàng loạt trong mạng điện do sự xuất hiện của tải trọng phá hủy từ băng và gió, việc cung cấp điện cho máy thu điện của người tiêu dùng nông nghiệp được duy trì bằng các nguồn điện dự phòng tự trị.

Theo quy định, những người tiêu dùng lớn có trách nhiệm (tổ hợp chăn nuôi, trang trại gia cầm) có tải từ 1 MW trở lên nên được cấp nguồn từ trạm biến áp 35 (110) / 10 kV của họ.

Đảm bảo độ tin cậy lưới điện nông thôn cấp 10 và 0,38 kV

Yếu tố chính của mạng điện 10 kV nông thôn là đường dây phân phối, được khuyến nghị thực hiện theo nguyên tắc đường cao tốc.

Các trạm biến áp hỗ trợ 10 / 0,4 kV (TSS) được kết nối với các đường trục 10 kV, qua đó thực hiện dự phòng lẫn nhau của các đường dây. Trạm biến áp là trạm biến áp 10 / 0,4 kV với thiết bị đóng cắt 10 kV được phát triển (kết nối với các đường dây xuyên tâm 10 kV), nhằm mục đích tự động tách và dự phòng đường dây chính, bố trí tự động hóa và cơ điện tử và (hoặc) điểm phân phối (RP) .

Phần chính của các đường dây 10 kV mới được xây dựng hoặc xây dựng lại được khuyến nghị nên được lấp đầy bằng dây nhôm-thép có cùng tiết diện ít nhất 70 mm2, cung cấp khả năng cấp điện cho một đường dây trong các chế độ khẩn cấp và sửa chữa các phụ tải của đường dây. hai đường liên dự bị.Trong những trường hợp này, đường dây 10 kV thông thường chỉ có một lưới dự phòng từ nguồn điện độc lập.

Dao cách ly đường dây 10 kV được lắp đặt trên lưới của đường dây trên không 10 kV để giới hạn chiều dài của đoạn đường dây, kể cả các nhánh rẽ, là 3,5 km; trên nhánh rẽ đường dây trên không 10 kV dài hơn 2,5 km.

Tiết diện tối thiểu cho phép của dây dẫn nhôm-thép của đường dây trên không 10 kV theo điều kiện độ bền cơ học phải là: ở những khu vực có tường băng dày tiêu chuẩn lên tới 10 mm-35 mm2; 15 … 20 — 50 mm2; hơn 20 mm — 70 mm2; dây nhôm — 70 mm2.

Tiết diện tối thiểu cho phép của dây dẫn nhôm của đường dây trên không 0,38 kV theo các điều kiện về độ bền cơ học phải là: ở những khu vực có độ dày thành băng tiêu chuẩn là 5 mm — 25 mm2; 10 mm trở lên — 35 mm2; thép-nhôm và hợp kim nhôm — 25 mm2 ở tất cả các vùng khí hậu. Không được cung cấp quá hai hoặc ba mặt cắt dây dẫn trên các đường dây trên không khởi hành từ một trạm biến áp 10 / 0,4 kV.

Độ dẫn điện của dây trung tính của các đường dây 0,38 kV cung cấp chủ yếu (hơn 50% công suất) máy thu điện một pha, cũng như máy thu điện của trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm ít nhất phải bằng độ dẫn điện của dây pha. Trong tất cả các trường hợp khác, độ dẫn điện của dây trung tính phải lấy ít nhất bằng 50% độ dẫn điện của các dây pha.

OTP được cài đặt tại những người tiêu dùng loại I, trong sân của các hộ gia đình thuộc khu trung tâm của các trang trại tập thể và nhà nước.

Sơ đồ OTP được hiển thị trong hình.Nên xây dựng điểm phân phối (RP) tại các nút của mạng 10 kV nếu trong tương lai có kế hoạch xây dựng trạm biến áp 35-110 / 10 kV tại đây. Nên chuyển các trạm biến áp 10 / 0,4 kV sang cấp điện từ các thanh cái 10 kV OTP (RP) nếu chúng được kết nối với phần chính của đường dây bằng một nhánh.

Phải sử dụng các giá đỡ bằng bê tông cốt thép với cường độ tăng cường trên các đường dây trên không 0,38 kV.

Mạch OTP: IP — nguồn điện; GV, SV, V — đầu, phân đoạn và chuyển mạch trong đường dây 10 kV; R — dao cách ly 10 kV; TP — trạm biến áp; T — máy biến áp 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — bộ chuyển mạch tự động mạng và cục bộ.