Особенности эксплуатации электроснабжения с/х

Лекция №5 Показатели и нормативы качества электроэнергии

Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий осу­ществляется по следующей типовой схеме. Районная подстанция средней мощностью 3300 кВ А питает 4...5 воздушных линий 10 кВ, имеющих среднюю длину 30 км; к каждой линии 10 кВ подключено от 20 до 60 трансформаторных пунктов (средняя мощность 110 кВА); от распределительного пункта отходят 3....4 воздушные линии 0,4 кВ средней длиной 0,4 км.

В сельском электроснабжении значительное распространение получили комплектные распределительные устройства наруж­ной установки (КРУН). Они предназначены для работы при температуре окружающей среды от -40 до +40°С. Из шкафов КРУН собирают распределительные устройства (РУ) 6-10 кВ распределительных пунктов (РП) и комплектных трансформа­торных подстанций 220-110-35/6-10 кВ. В шкафах устанавлива­ют выключатели ВМГ-10, ВМП-10К,ВММ-10и другие с руч­ными, грузовыми, пружинными и электромагнитными приво­дами. Для сельской электрификации широко используют комп­лектные трансформаторные подстанции (КТП) на напряжение 6... 10/0,4кВ, состоящие из трансформаторов и блоков, изготав­ливаемых на заводе и доставляемых на место установки в соб­ранном виде. Оборудование КТП размещают в металлическом кожухе.

Промышленность изготовляет КТП по упрощенным схемам с использованием, где это возможно, предохранителей, короткозамыкателей и отделителей. Выключатели 35 кВ используют только в цепи линий проходных (транзитных) КТП 35/10 кВ, в РУ-35 кВ, КТП 110/35/6-10 кВ. В электросетях сельскохозяйст­венного назначения наибольшее распространение получили СКТП 35/10 кВ мощностью 630...6300 кВА, изготавливаемые по схемам первичных соединений, разработанным Сельхозэнергопроектом. _____..

Для электроснабжения животноводческих комплексов при­меняют трансформаторные подстанции 35/0,4 кВ и закрытые распределительные устройства. При этом помещения РУ долж­ны быть безопасны и удобны при обслуживании оборудования персоналом при всех возможных режимах работы, а также при ремонте. Окна в закрытых РУ должны быть надежно закрыты, а проемы и отверстия в стенах заделаны для исключения попада­ния в помещение животных и птицы. Кровля должна быть ис­правной. Температурный режим и влажность воздуха в помеще­ниях закрытых РУ и КРУ должны поддерживаться такими, что­бы не происходило выпадение росы и отпотевание изоляции. В закрытых РУ температура не должна превышать 40 °С. Венти­ляция помещений должна быть достаточно эффективной.

Основные задачи при эксплуатации РУ: обеспечение соответ­ствия режимов работы РУ и отдельных цепей техническим ха­рактеристикам оборудования, надзор и уход за оборудованием; устранение в кратчайший срок неисправностей, которые приво­дят к аварии; своевременное проведение профилактических ис­пытаний и ремонтов электрооборудования.

Из общего числа трансформаторных подстанций хозяйства используют в животноводстве около 27%, растениеводстве -10%, подсобных предприятиях - 14% и коммунально-бытовом секторе - 49%. Средняя длина низковольтных линий перечис­ленных потребителей соответственно равна 250, 100, 150, 700 м.

Данные о трансформаторах сельских потребительских подстан­ций приведены в табл. 5.1

Таблица 5.1- Структура типоразмеров трансформаторов

Сектор	Средняя мощность, кВА	Удельный вес, % при мощности кВА
				400 и более
Животноводство
Растениеводство
Подсобные предприятия

Электротехническая промышленность выпускает большое число типоразмеров силовых трехфазных и однофазных транс­форматоров, различаемых по мощности, высшему и низшему напряжению, способу охлаждения, числу обмоток и назначению. Обозначения трансформаторов, наиболее широко применяемых в сельском хозяйстве, расшифровываются так: ТМ - трехфазный с масляным естественным охлаждением, ТС - трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением открытого исполнения, ТСЗ - то же, защищенного исполнения. Следующие за буквен­ным обозначением числа указывают мощность трансформатора в киловольт-амперах и высшее напряжение в киловольтах. Шка­ла мощностей силовых трансформаторов серии ТМ: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630 кВА. Высшее напряжение 6 или 10 кВ, а низшее 0,69/0,4 или 0,4/0,23 кВ. Сердечник этих трансформато­ров рассчитан на изготовление из рулонной трансформаторной стали, а обмотки - из алюминиевого и медного провода. Про­мышленность выпускает однофазные силовые трансформаторы типа ОМП мощностью 4 и 10 кВА с высшим напряжением 6 и 10 кВ, трансформаторы типа ОМ мощностью от 0,63 до 50 кВА с высшим напряжением 6 (10), 15 и 35 кВ, вторичное напряжение 0,115/0,23; 0,23; 0,38 кВ. Если напряжение передается по трем проводам (со средней заземленной точкой), то большее напря­жение используется для включения двигателей, а меньшее - для освещения, а также для других целей. Для питания контрольно-измерительной аппаратуры и ламп местного освещения пред­назначены трансформаторы, понижающие напряжение с 220 и 380В (высшее) до 12, 24, 36 или 42 В (низшее). Это трансформа­торы ОС, ОСА, ОСОВ, ТБС и др. Для целей электронагрева вы­пускают трансформаторы серии ОСУ или ТСУ (однофазные или трехфазные) универсальные, с алюминиевыми обмотками, со шкалой мощности от 100до 12 кВА, с высшим напряжением 380 или 220 В и низшим - от 3,15 до 49 В и т.д. Питание телевизоров и других радиоустройств, требующих стабильного напряжения, осуществляют от трансформаторов-стабилизаторов (например, ТСН-200 мощностью 200 ВА), которые также называют ферро-резонансными стабилизаторами напряжения.

К основным параметрам трансформатора относят номиналь­ную мощность, номинальные первичное и вторичное напряже­ния, коэффициент трансформации, напряжение короткого за­мыкания, потери холостого хода и потери короткого замыка­ния. Номинальная мощность трансформатора определяется его тепловым режимом. Это та мощность, которую трансформатор может отдавать длительно при номинальных температурных условиях окружающей среды, которые регламентированы ГОСТом: максимальное значение температуры окружающей среды составляет 35 °С, а среднегодовое -5 °С. Тепловой режим трансформатора, соответствующий длительно развиваемой но­минальной мощности, допускает превышение температуры об­моток над температурой окружающего воздуха не более чем на 70°С. При соблюдении теплового режима в рамках допустимого, а также соответствии окружающих условий номинальным тем­пературным условиям, срок службы трансформатора составляет 20 лет. Срок службы определяется степенью старения изоляции, то есть процессом постепенной утраты ею эластичности, меха­нической и электрической прочности. Результатом старения изоляции чаще всего становятся короткие замыкания в обмотках трансформатора. Нагрузочная способность трансформатора зависит от температуры окружающей среды. Если среднегодовая температура отличается от указанной ГОСТом температуры на 5 °, то номинальная мощность трансформатора (кВА) в данных условиях должна быть пересчитана. Масляные трансформаторы допускают длительную перегрузку каждой из обмоток по току на 5% сверх номинального тока ответвлений, если напряжение на ответвлении не превышает номинальное.

В процессе эксплуатации возникает необходимость регули­рования напряжения. Для этого изменяют число витков обмотки высокого напряжения, изменяя коэффициент трансформации в пределах от ±5% до ±7,5%. В паспорте такого трансформатора указывают минимальное, номинальное и максимальное значе­ния напряжения. Если, например, номинальное вторичное на­пряжение трансформатора равно 10 000 В, то максимальное на­пряжение l,05U_H= 10500 В, а минимальное 0,95U_H=9500 В. Число витков обмотки высшего напряжения изменяют при помощи специального переключателя, контакты которого находятся внутри трансформатора, а рукоятка выведена на его крышку.

Обычно для трансформаторов, которые устанавливают вбли­зи понижающей подстанции 35/10 кВ или повышающей 0,4/10кВ коэффициент трансформации принимают равным 1,05k, то есть ставят переключатель в положение +5 %. Если по­требительская подстанция удалена от районной, в линии элект­ропередачи возникает значительная потеря напряжения, поэто­му переключатель ставят в положение -5%. Трансформатор в средней точке линии электропередачи устанавливают на номи­нальный коэффициент трансформации.

Для автоматической стабилизации вторичного напряжения под нагрузкой применяются стабилизаторы напряжения типа СТС на 10, 16, 25, 40, 63, 100кВА. По способу стабилизации они могут быть со стабилизацией по трем фазным напряжениям 220 В или со стабилизацией по трем линейным напряжениям. Они обеспечивают стабильность напряжения в пределах +1,5% номинального при изменении напряжения питающей сети от +10 до -15% от номинального. Схема управления стабилизато­рами выполнена на полупроводниковых элементах. Для регули­рования напряжения трансформаторы снабжены устройствами ПРБ или РПН, ПРБ- переключение обмоток без возбуждения, т.е. при выключенном трансформаторе. Отпайки от обмоток сделаны с таким расчетом, чтобы можно было регулировать на­пряжение в пределах от -5 до +5% через каждые 2,5%. РПН-регулирование напряжения под нагрузкой (автоматическое). В этом случае напряжение изменяют в пределах от -7,5 до +7,5% шес­тью ступенями или через каждые 2,5%. Такими устройствами мож­но оборудовать трансформаторы мощностью от 63 кВА и выше.

На использование электрооборудования определенное влияние оказывают особенности электроснабжения сельского хозяйства. Они заключаются в большой протяженности линий электропередач и 2-5 кратной трансформации энергии на пути от генератора к электроприёмникам. Эти факторы создают высокую вероятность перерывов электроснабжения и снижения качества электрической энергии. Например, при учёте надёжности всех элементов звена электроснабжения 0,38...35 кВ у потребителя можно ожидать до 29 перерывов в год общей продолжительностью 160 ч. Нарушение электроснабжения даёт громадный экономический ущерб.

Малая эластичность сельских сетей приводит к значительным отклонениям напряжения на зажимах электроприёмников. Как правило, в часы наибольших нагрузок напряжение снижается на 5...12%, а в ночные часы повышается на 7...18%. Часто отклонения не симметричны по фазам. Всё это сокращает срок службы ламп накаливания, нагревательных установок и изоляции электродвигателей.

Питание по воздушным линиям большой протяженности предрасполагает к аварийным режимам - обрыв фазы, замыкание. Вместе с тем, по причине большой протяженности линий, токи аварийных режимов недостаточны для срабатывания максимальных защит и аварийная ситуация вовремя не ликвидируется за счёт отключения поврежденного участка, а развивается далее и приводит к отказу ряда элементов сети.

Таким образом, использование электрооборудования в сельском хозяйстве имеет свои специфические особенности, зависит от технологии производства, электроснабжения, технического уровня эксплуатации и других факторов. Установленное электрооборудование имеет большой резерв интенсификации использования. Для его реализации необходимо глубоко изучить закономерности процесса использования и обосновать пути повышения эффективности сельской электрификации.

Дата добавления: 2014-11-08