10 ve 0,38 kV kırsal elektrik şebekelerinde güvenilirlik seviyelerini sağlamaya yönelik teknik çözümler

Kırsal elektrik şebekelerinin şemaları

Kırsal elektrik şebekeleri 35 veya 110 kV, 110/35, 110/20, 110/10 veya 35/6 gerilimli trafo merkezleri, ​​35, 20, 10 ve 6 kV gerilimli elektrik hatları, tüketici trafo merkezlerinden oluşur. 35/ 0,4, 20/0,4, 10/0,4 ve 6/0,4 kV ve 0,38/0,22 kV gerilimli hatlar.

Tarım amaçlı elektrik şebekelerindeki ana gerilim sistemi, 110/10/0,38 kV ve 35/10/0,38 kV gerilim alt sistemlerine sahip 110/35/10/0,38 kV sistemidir.

Kırsal elektrik şebekesinin güvenilirliği büyük ölçüde şemasına bağlıdır, çünkü şebekeye kurulu anahtarlama cihazlarının, otomasyon ekipmanının, konumla ilgili bilgilerin toplanması, kaydedilmesi ve iletilmesinin yanı sıra azaltma olasılıklarını da belirler. başarısızlığın. Şema için ana gereklilik, minimum toplam hat uzunluğu ve minimum sayıda yedekli bağlantı ve ekipman ile maksimum fazlalık derecesi sağlamaktır.

Tarımsal kullanıcılara bu voltajın yaklaşmasıyla bağlantılı olarak giderek gelişen 35-110 kV şebeke şemasına ek bir gereklilik, her kullanıcı için (trafo merkezi 10 / 0,4 kV) fazlalığın oluşturulması (uygulanması). güç kaynağında bağımsız bir kaynak.

Ülkemizin bazı bölgelerinde 110/35/0,38, 110/20/0,38 ve 110/10/0,38 kV olmak üzere iki kademeli dağıtım sistemi kullanılmaktadır. Böyle bir dönüşüm ile trafo gücü ihtiyacı %30 oranında azaltılmakta, enerji kayıpları önemli ölçüde azaltılmakta ve tüketicinin voltajının kalitesi iyileştirilmektedir.

Hesaplamalardan, toplam maliyetlerin yarısından fazlasının güç kaynağı 6-10 (20) ve 0,38 kV dağıtım hatları masraflarını tarım kullanıcıları karşılamaktadır. Bu nedenle, ekonomik nedenlerle, bu hatlar genellikle hava yoluyla kaldırılır ve maliyetin %70-80'i inşaat kısmının maliyetidir. Dağıtım hatlarının uzunluğunun azaltılması, iletkenlerin ve desteklerin mekanik hesaplama yöntemlerinin iyileştirilmesi ve yeni kablolama ve inşaat malzemelerinin kullanılması, enerji maliyetlerini düşürmenin etkili yollarıdır.

Tarımsal amaçlı elektrik şebekelerinin geliştirilmesinin ana yönü, 35 ... 110 kV voltajlı şebekelerin tercihli gelişimi olmalıdır.

Dağıtım şebekelerinin uzunluğundaki azalma, bunların dallanmış radyaller olarak oluşmasına yol açmıştır.

6-10 kV radyal hatların güvenilirliğini artırmanın en etkili yollarından biri, hattı otomatik anahtarlama cihazları kullanarak birkaç bölüme ayırmaktan oluşan otomatik ayırmadır.

Kesit noktaları hem gövdeye (sıralı bölüm) hem de dalların başına (paralel bölüm) kurulur. Otomatik ayırmanın etkisi, bölme noktasının arkasında bir kısa devre (kısa devre) olması durumunda bölme noktasına bağlı diğer tüketicilerin güç kaynağının kalması nedeniyle oluşur.

Şebeke kısaltma ile ayırma, bir hattın birincil gücünü kaybetmiş bir kısmı başka bir bozulmamış hat tarafından beslendiğinde özellikle etkilidir. Aynı zamanda, tüketicilerin güç kaynağındaki kesintiler 2 kattan fazla azalır.

Son yıllarda güç kaynağı güvenilirliğine yönelik artan gereksinimlerle bağlantılı olarak, 10 kV şebekelerin çaldırılması ve 35 ve 110 kV trafo merkezlerinin ikili beslemesi.

Kullanıcıların sınıflandırılması

Tarımsal kullanıcılar ve elektrik alıcıları, güç kaynağı güvenilirlik gereklilikleri açısından üç kategoriye ayrılır.

Kategori I'deki elektrik alıcıları ve tüketicilere, iki bağımsız güç kaynağından elektrik sağlanmalıdır ve güç kaynaklarından birinden gelen voltajın kesilmesi durumunda güç kaynaklarının kesilmesine yalnızca güç kaynağının otomatik olarak geri yüklenmesi sırasında izin verilebilir.

İkinci güç kaynağı, 35 … 110/10 kV trafo merkezi veya ana gücün sağlandığı 35 … 110 kV ağ üzerinden çift yönlü güç kaynağına sahip aynı iki trafolu trafo merkezindeki başka bir 10 kV veri yolu olmalıdır. Uzak kullanıcılar için, fizibilite çalışmaları durumunda, ikinci enerji kaynağı otonom bir yedek enerji kaynağı (dizel elektrik santrali) olabilir.

ATS cihazı, doğrudan bir elektrik alıcısının veya tüketicinin girişinde sağlanır.

İkinci kategorideki alıcılara ve tüketicilere iki bağımsız enerji kaynağından elektrik sağlanması tavsiye edilir.

Kategori III elektrik alıcıları ve tüketicileri.

Buz ve rüzgardan kaynaklanan yıkıcı yüklerin meydana gelmesinden kaynaklanan elektrik şebekelerinde toplu arızaların sonuçlarını azaltmak için, tarımsal tüketicilerin elektrik alıcılarına güç beslemesi, otonom yedek güç kaynakları tarafından sürdürülür.

1 MW veya daha fazla yüke sahip büyük sorumlu tüketiciler (hayvancılık kompleksleri, kümes hayvanı çiftlikleri) kural olarak 35 (110) / 10 kV trafo merkezlerinden beslenmelidir.

10 ve 0,38 kV kırsal elektrik şebekelerinde güvenilirlik seviyelerinin sağlanması

Kırsal 10 kV elektrik şebekelerinin ana unsuru karayolu prensibine göre yapılması önerilen dağıtım hattıdır.

10 / 0,4 kV destekleyen trafo merkezleri (TSS), hatların karşılıklı yedekliliğinin gerçekleştirildiği 10 kV ana hatlara bağlanır. Trafo merkezleri, ana hattın otomatik olarak ayrılması ve yedeklenmesi, otomasyon ve telemekaniğin yerleştirilmesi ve (veya) dağıtım noktaları (RP) için tasarlanmış, geliştirilmiş 10 kV şalt sistemine (10 kV radyal hatların bağlı olduğu) sahip 10 / 0,4 kV trafo merkezleridir. .

Yeni inşa edilen veya yeniden inşa edilen 10 kV hatların ana bölümünün, acil durum ve onarım modlarındaki yüklerde bir hatta güç verme imkanı sağlayan en az 70 mm2 aynı kesitte çelik-alüminyum tel ile doldurulması tavsiye edilir. iki yedek hat.Bu durumlarda, 10 kV hattında normalde bağımsız bir güç kaynağından yalnızca bir şebeke yedeği bulunur.

Kollar dahil hat bölümünün uzunluğunu 3,5 km ile sınırlamak için 10 kV havai hatların şebekesine 10 kV hat ayırıcılar takılır; 2,5 km'den daha uzun 10 kV havai hattın bir kolunda.

10 kV havai hatların çelik-alüminyum iletkenlerinin mekanik dayanım koşullarına göre izin verilen minimum kesitleri: 10 mm-35 mm2'ye kadar standart buz duvar kalınlığına sahip alanlarda; 15 … 20 — 50 mm2; 20 mm'den fazla — 70 mm2; alüminyum teller — 70 mm2.

Havai hatların alüminyum iletkenlerinin mekanik mukavemet koşullarına göre 0,38 kV'luk izin verilen minimum kesiti: standart buz duvar kalınlığı 5 mm - 25 mm2 olan alanlarda; 10 mm veya daha fazla — 35 mm2; çelik-alüminyum ve alüminyum alaşımı — tüm iklim bölgelerinde 25 mm2. Bir 10 / 0,4 kV trafo merkezinden kalkan havai hatlarda iki veya üçten fazla iletken kesiti sağlanmamalıdır.

Esas olarak (güç açısından %50'den fazla) tek fazlı elektrik alıcılarını besleyen 0,38 kV hatların nötr iletkeninin iletkenliği, ayrıca hayvancılık ve kümes hayvanı çiftliklerinin elektrik alıcıları, en az faz iletkeninin iletkenliği olmalıdır. Diğer tüm durumlarda, nötr iletkeninin iletkenliği, faz iletkenlerinin iletkenliğinin en az %50'si olarak alınmalıdır.

OTP'ler, toplu ve devlet çiftliklerinin merkezi mülklerinin hanelerinin bahçelerinde, kategori I tüketicilerine kurulur.

OTP diyagramı şekilde gösterilmiştir.Gelecekte burada 35-110 / 10 kV'luk bir trafo merkezi inşa edilmesi planlanıyorsa, 10 kV ağının düğümlerinde bir dağıtım noktası (RP) oluşturulması önerilir. 10 / 0,4 kV trafo merkezlerinin, hattın ana bölümüne branşman ile bağlı olmaları halinde 10 kV OTP (RP) baralardan beslemeye aktarılması önerilir.

0,38 kV havai hatlarda mukavemeti arttırılmış betonarme destekler kullanılmalıdır.

OTP devresi: IP — güç kaynağı; GV, SV, V — 10 kV hattaki kafa, bölümleme ve anahtarlar; R — ayırıcı 10 kV; TP - trafo merkezi; T — trafo 10 / 0,4 kV; AVR, AVRM — ağ ve yerel otomatik aktarım anahtarları.