Подключение ответственных сельскохозяйственных потребителей к резервной электростанции

Введение. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства связано с бесперебойным электроснаб^ением сельскохозяйственных потребителей. Осуществление этой задачи предъявляет повышенные требования к наде^ности электроснаб^ения, уровень которого в настоящее время остаётся низким. Данные аварийной статистики свидетельствуют о том, что 70-80% всех перерывов в электроснаб^ении сельскохозяйственный потребителей происходит из-за повре^дений в сетях 6-10 кВ [1, 2]. При этом 90% этих повре^дений приходится на воздушные линии [3, 4].

Целью исследования является разработка способа подключения ответственных сельскохозяйственных потребителей используя поочередность пофазной подачи напря^ения в сеть.

Результаты и обсуждение. Одним из способов повышения надежности электроснаб^ения является использование резервных источников питания в системах электроснаб^ения агропромышленного комплекса. ^ктуальность резервирования особенно возрастает в настоящее время в связи с серьезными количественными и качественными изменениями сельскохозяйственных потребителей электроэнергии [5, 6].

Известным способом резервирования является использование дизельных электростанций (или других автономных электростанций), производство которых хорошо освоено отечественными производителями [7, 8]. Вопрос применения этих станций достаточно хорошо изучен и необходимость их использования неоспоримо доказана многими авторами и подтвер^дена практикой [9, 10]. Сегодня в основном используются традиционные способы резервного электроснаб^ения:

• -    ДЭС устанавливается у ка^дого ответственного потребителя;

• -    одна ДЭС устанавливается для питания всех потребителей хозяйства [11].

Новый способ подключения ответственных потребителей к резервной электростанции позволяет в случае исчезновения централизованного электроснаб^ения оставить подключенными к ДЭС только ответственных потребителей.

Согласно предлагаемого способа в качестве информативного сигнала на подключение ответственных потребителей при запуске резервной электростанции используется поочередность пофазной подачи напря^ения в сеть [12]. Сначала подается напря^ение одной определенной фазы, а затем с выдер^кой времени, напря^ение двух других фаз. Данная последовательность подачи напря^ения слу^ит признаком для выделения ответственных потребителей из общего числа потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные – не подключаются) [13].

На рис. 1 представлена структурная схема, содер^ащая элементы для реализации способа. Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис. 1, при исчезнов ении централизованного питания предста влены на рис. 2.

Рисунок 1 – Структурная схема способа подключения ответственных потребителей к резервной электростанции: 1, 4 – элемент И; 2 – датчик номинального напря^ения (ДНН); 3 – датчик поло^ения вводного выключателя шин (ДПВ); 5 – резервная электростанция; 6 – формирователь управляющего сигнала (ФУС); 7 – выключатель резервного питания Q 4 ; 8 – линия основного источника питания; 9 – линия резервного источника питания; 10 – силовой трансформатор основного источника питания (ИП1); 11 – силовой трансформатор резервного источника питания (ИП2); 12 – вводной выключатель секции шин основного источника питания Q 1 ; 13 – секционный выключатель Q 3 ; 14 – вводной выключатель секции шин резервного источника питания Q 2 ; 15 – устройство выделения ответственных потребителей (УВОП);

16 – ответственный потребитель; 17 – неответственный потребитель

Рисунок 2 – Диаграммы на выходах элементов при исчезновении централизованного питания: 18, 19, 20 – на выходе элементов 10, 11; 21 – на выходе элементов 12, 14; 22 – на выходе элемента 1; 23 – на выходе элемента 2; 24 – на выходе элемента 3; 25 – на выходе элемента 4; 26 – на выходе элемента 5; 27 – на выходе элемента 6; 28 – на выходе элементов 7, 13; 29, 30, 31 – на входе элемента 15; 32 – на выходе элемента 15; 33 – на входе элемента 16; 34 – на входе элемента 17

Предлагаемый способ работает следующим образом.

В нормальном ре^име секционный выключатель Q 3 и выключатель рeзeрвного питания Q 4 отключены. Вводные выключатели секции шин Q 1 и Q 2 включены и питание от основного (ИП1) и резервного (ИП2) источников по линиям 8 и 9 через ТП 10/0,4 кВ и элемент 15 подается всем без исключения потребителям.

При исчезновении питания от основного и резервного источников 9 (рис. 2 диаграммы 18, 19, 20) сработает элемент И 1 (рис. 2 диаграмма 22) и датчик контроля нaпря^eния (ДНН) подаст сигнал об исчезновении номинального нaпря^eния на один из входов элемента И 2 (рис. 2 диаграмма 23). ^втоматически отключатся вводные выключатели секции шин Q1 и Q2 линий 8 и 9. Датчик поло^eния вводного выключателя секции шин срабатывает и на его выходе появляeтся сигнал (рис. 2. диаграмма 24) поступающий на второй вход И2. Присутствие сигналов на всех входах элемента И 2 приведет к появлению сигнала на его выходе (рис 2 диаграмма 25). От этого сигнала происходит запуск резервной электростанции 5 (рис. 2 диаграмма 26). Устройством ^ВР включится подстанционный секционный выключатель Q3. После запуска резервной электростанции подается сигнал на формирователь управляющего сигнала 6. Потребителям через выключатель резервного питания Q4 подается напря^ение одной определенной фазы, например, фазы ^, а затем с заданной выдер^кой времени Δt – напря^ение двух других фаз (рис. 2. диаграммы 29, 30, 31).

Через секцию шин 0,4 кВ ИП 1, подстанционный секционирующий выключатель Q3, секцию шин ИП 2 напря^ение поступает к устройствам выделения ответственных потребителей (УВОП) 15. При появлении определенной последовательности напря^ения на входах УВОП они срабатывают (рис. 2 диаграмма 32) и подключают только ответственных потребителей к резервной электростанции (рис. 2 диаграмма 33).

Неответственные потребители к резервной электростанции не подключаются (рис. 2 диаграмма 34).

При восстановлении питания, например, в линии от основного источника питания исчезает сигнал с датчика номинального напря^ения линии. Резервная электростанция отключается. Формирователь управляющего сигнала 6 отключает выключатель Q 4 . Отключается секционный выключатель Q 3 и включаются вводные выключатели шин Q 1 и Q 2 . Ha шинах всех трансформаторных подстанций (рис. 2 диаграммы 18, 19, 20) после бестоковой паузы при восстaновлeния централизованного питaния появляется одновременно ʜaпря^eние всех фаз. Устройство выделения ответственных потребителей 9 (рис. 2 диаграмма 32) не срабатывает и питaние получают все без исключения ответственные 16 и неответственные потребители 17 (рис. 2 диаграммы 33, 34).

Выво^ы. Таким образом, предлагаемый способ позволяет выделять ответственных потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные – не подключаются). Тем самым повышается наде^ность электроснаб^ения сельскохозяйственных потребителей.