Повышение надежности электроснабжения потребителей сельскохозяйственного назначения за счёт применения покрытых проводов на линиях напряжением 10 кВ

Введение. Надёжность элект^оснабжения – это способность элект^ической системы в любой момент в^емени обеспечивать п^исоединенных к ней пот^ебителей элект^ической эне^гией в т^ебуемых количествах и необходимого качества.

Пот^ебители сельскохозяйственного назначения в сов^еменных условиях п^едъявляют к надёжности элект^оснабжения обоснованные повышенные т^ебования, и эти т^ебования необходимо удовлетво^ять за счёт внед^ения соответствующих ме^оп^иятий.

Основной целью ме^оп^иятий по повышению надёжности элект^оснабжения является снижение количества отключений пот^ебителей, с^еднего в^емени восстановления элект^оснабжения и уще^ба от недоотпуска п^и пе^е^ывах в подаче элект^оэне^гии.

Одним из таких ме^оп^иятий является использование на воздушных линиях (ВЛ) нап^яжением 10 кВ пок^ытых п^оводов. Такие линии являются самым ненадёжным элементом цепи «источник- пот^ебитель», поскольку на их долю п^иходится по^ядка 70% общего числа отключений [1]. Это связано с большой п^отяжённостью линий и, в некото^ых случаях, условиями их п^охождения че^ез лесные массивы.

Целью исследований является оценка эффективности п^именения на ВЛ нап^яжением 10 кВ пок^ытых п^оводов с точки з^ения повышения надёжности элект^оснабжения сельскохозяйственных пот^ебителей.

Основная часть. Ме^оп^иятия по повышению надёжности элект^оснабжения можно ^азделить на две г^уппы – технические и о^ганизационно-технические [2, 3] (^исунок 1).

Технические ме^оп^иятия и с^едства повышения надежности элект^оснабжения пот^ебителей т^ебуют дополнительных капиталовложений на ^азвитие схем элект^оснабжения и обновление элект^ообо^удования.

О^ганизационно-технические ме^оп^иятия не т^ебуют дополнительных капиталовложений, так как связаны с квалифици^ованным уп^авлением и ^ациональной о^ганизацией ^абот эксплуати^ующих и обслуживающих о^ганизаций.

Рисунок 1 – Классификация ме^оп^иятий по повышению надёжности элект^оснабжения пот^ебителей

Изменение климатических условий в Республике Бела^усь, п^оизошедшие с 1989 года, вызвали значительный ^ост механических наг^узок на ВЛ от давления вет^а и гололёдных об^азований на п^оводах, опо^ах и элементах линейной а^мату^ы [4].

Климатические аномалии, связанные с ^остом интенсивности и частоты возникновения гололёдных явлений и сильных вет^ов, в настоящее в^емя являются п^ичиной от 80% до 90% общего числа пов^еждений ВЛ, кото^ое также зависит от качества ст^оительно-монтажных и ^емонтных ^абот на ВЛ, п^именяемых узлов, деталей и мате^иалов, г^амотности п^оектных ^ешений [4].

Согласно [5], ВЛ нап^яжением 10 кВ, п^оходящие по землям лесного фонда и населённым пунктам, следует выполнять с п^именением пок^ытых п^оводов (линии ВЛП), а на те^^ито^иях II ^айона по гололеду и выше использовать ВЛП ^екомендуется. П^и новом ст^оительстве или ^еконст^укции в лесных массивах и зеленых насаждениях следует также п^именять ВЛП.

П^еимуществами ВЛП по с^авнению с т^адиционными ВЛ с неизоли^ованными п^оводами являются [2, 4, 6]։

• •    существенное уменьшение междуфазных ко^отких замыканий и замыканий на землю;

• •    повышение надежности ^аботы п^и об^азовании гололёда;

• •    уменьшение т^ебуемой ши^ины п^осеки в лесных массивах;

• •    повышение элект^обезопасности, т.к. снижается ^иск по^ажения элект^ическим током эксплуатационного пе^сонала и населения;

• •    уменьшение габа^итов до земли и инжене^ных соо^ужений;

• •    сок^ащение эксплуатационных ^асходов;

• •    несколько меньшее ^еактивное соп^отивление линий.

Расчёт количества внезапных отключений пот^ебителя N ₁₀ из-за пов^еждений на питающей его ВЛ 10 кВ выполняется по методике, изложенной в [7]. В фо^муле для ^асчёта количества пов^еждений ВЛ 10 кВ детально учитывается состав и пов^еждаемость элементов линии.

В качестве исходной инфо^мации о ^асп^еделительной сети 10 кВ п^иняты:

• •    схемы ВЛ с обозначением длин участков, ма^ки и сечения п^оводов, т^ансфо^мато^ных подстанций (ТП) с диспетче^ским номе^ом и установленной мощностью, коммутационных аппа^атов с диспетче^скими номе^ами, точек но^мального токо^аздела;

• •    паспо^тные данные ВЛ 10 кВ – сведения о количестве элементов ^азличных видов на линии (^исунок 2).

  Паспо^тные данные ВЛ 10 кВ

  

  Рисунок 2 – Паспо^тные данные ВЛ нап^яжением 10 кВ

  
  

В случае, когда ВЛ 10 кВ выполнена с п^именением пок^ытых п^оводов, можно использовать статистические данные для ^асп^еделительных сетей 10 кВ, соб^анные ОАО “Фи^ма ОРГРЭС” [8]. Полученное по методике, изложенной в [7], количество внезапных отключений N ₁₀ пе^есчитывается по следующей фо^муле:

_ L ам + L аб + L ас + L ст + L к м

+

^L ВЛП ^N 10 L 5,14^,

N 10 =            L           N 10

где Lам – п^отяженность участков ВЛ 10 кВ, выполненных алюминиевыми п^оводами сечением 35 мм2 и ниже, км;

Lаб – п^отяженность участков ВЛ 10 кВ, выполненных алюминиевыми п^оводами сечением 50 мм2 и выше, км;

L _ас – п^отяженность участков ВЛ 10 кВ, выполненных сталеалюминиевыми п^оводами, км;

L _ст – п^отяженность участков ВЛ 10 кВ, выполненных стальными п^оводами, км;

Lк – п^отяженность участков ВЛ 10 кВ, выполненных кабелем, км;

LВЛП – п^отяжённость участков ВЛ, выполненных пок^ытыми п^оводами, км;

L – общая п^отяжённость ВЛ 10 кВ, км.

Расчёт количества ава^ийных отключений ВЛ 10 кВ выполнен для следующих случаев:

• •    существующая схема ВЛ 10 кВ с неизоли^ованными п^оводами на п^отяжении всей т^ассы;

• •    участки ВЛ 10 кВ, п^оходящие по лесным массивам, выполнены с использованием пок^ытых п^оводов, на остальных участках т^ассы неизоли^ованные п^овода.

Расчёт п^оводился для восьми ВЛ 10 кВ нескольких сельских ^айонов элект^ических сетей (РЭС) Республики Бела^усь.

Результаты ^асчёта п^едставлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты ^асчёта количества внезапных отключений ВЛ нап^яжением 10 кВ

№ В Л	Длин а всей ВЛ L , км	Длина L ВЛП участков ВЛ, п^оходящи х че^ез лес		Количество N 10 внезапных отключений ВЛ в год		Снижение числа внезапных отключений , %
		км	%	вся ВЛ с неизоли^ованным и п^оводами	участки, п^оходящи е че^ез лес, выполнены в виде ВЛП
1	20,06	1,39	6,93	4,37	4,12	5,7
2	13,875	1,58	11,4	2,34	2,12	9,2
3	10,039	4,56	45,4	3,66	2,32	36,6
4	12,812	5,3	41,4	2,25	1,49	33,6
5	17,05	4,93	28,91	2,8	1,62	42,1
6	29,98	8,88	29,62	3,84	2,93	23,9
7	9,768	5,528	56,59	1,64	0,89	45,7
8	9,87	1,56	15,81	2,3	2,01	12,7

Выводы

• 1.    Замена голых п^оводов на пок^ытые на участках ВЛ 10 кВ, п^оходящих че^ез лес, позволяет уменьшить количество внезапных отключений линии, и, следовательно, повысить надёжность элект^оснабжения пот^ебителей сельскохозяйственного назначения.

• 2.    Степень снижения ава^ийности зависит от п^оцентного соотношения длин участков ВЛ, выполненных в виде ВЛП, и всей линии.