Надежность электроснабжения — способность электрической системы снабжать электрической энергией потребители при любой создавшейся ситуации. Внезапные перерывы в электроснабжении предприятий сельскохозяйственного производства, работающих на промышленной основе, крупных птицефабрик и т. п. вызывает дезорганизацию производства и наносит значительный материальный ущерб.
Один из эффективных способов повышения надежности электроснабжения — рациональная организация эксплуатации: строгое соблюдение обслуживающим персоналом «Правил технической эксплуатации», и, в частности, сроков проведения обходов воздушных линий, осмотров комплектных понизительных подстанций. Надежность электроснабжения определяется и такими факторами, как система оперативного обслуживания и организация текущих и капитальных ремонтов.
Одним из серьезных резервов повышения электроснабжения является применение кабелей в сельских распределительных сетях напряжением 0,38 кВ, применение новых изоляционных конструкций и материалов. В настоящее время для сельского хозяйства разработаны облегченные конструкции кабелей в полихлорвиниловой оболочке и с полихлорвиниловой изоляцией в полиэтиленовой оболочке на напряжение 500—600 В. Разработаны также простые и надежные конструкции соединений, ответвлений и разделок для кабелей.
Сельскохозяйственные электрические сети характеризуются большой протяженностью. На передачу электроэнергии по таким сетям расходуется до 20% всей электроэнергии, потребляемой в сельском хозяйстве. Поэтому необходимо уделять значительное внимание снижению потерь в линиях электропередачи.
Вопрос о повышении пропускной способности существующих сельских сетей и уменьшении в них потерь с учетом роста нагрузки решается применительно к каждому конкретному случаю. При этом необходимо рассматривать наиболее целесообразные способы реконструкции сетей с использованием как естественных, так и искусственных методов снижения потерь электроэнергии.
К числу целесообразных способов реконструкции сетей можно отнести следующие.
Для сетей 380/220 В:
а) сооружение дополнительных потребительских трансформаторных подстанций;
б) увеличение количества магистральных линий;
в) перевод неполнофазных участков сети на работу по трехфазным линиям;
г) замена существующих проводов на провода большей проводимости;
д) компенсация реактивной мощности.
Для сетей 6—10 кВ:
а) увеличение числа отходящих линий;
б) применение устройств регулирования напряжения под нагрузкой на подстанциях 110—35/6—10 кВ;
в) перевод электрических сетей на более высокое напряжение (в частности, на напряжение 20—35 кВ):
г) строительство дополнительных подстанций 35 и 110 кВ;
д) увеличение сечения проводов;
е) компенсация реактивной мощности.
Для сетей 35 кВ:
а) применение дополнительных устройств регулирования напряжения под нагрузкой,
б) перевод подстанций на напряжение 110 кВ;
в) сооружение новых воздушных линий, питающихся от других источников, или параллельно существующим в случае отсутствия другого источника;
г) увеличение сечений проводов;
д) компенсация реактивной мощности.
Для уменьшения потерь электроэнергии широко применяется передача ее на повышенном напряжении. С этой целью в большинстве случаев действующие линии 6 кВ переводят на напряжение 10 кВ. Напряжение 6 кВ применяется только в отдельных случаях, например для расширения существующих распределительных сетей.
В районах, где проходят линии 110 кВ, для снабжения электроэнергией прилегающих населенных пунктов целесообразно трансформировать напряжение непосредственно со 110 кВ.
Применяются также подстанции глубокого ввода с трансформаторами 35/0,4 кВ без промежуточных сетей 6—10 кВ. Такие схемы уменьшают расход проводникового материала и сокращают потери мощности.
С целью уменьшения потерь электроэнергии и экономии проводникового материала экономически целесообразный радиус действия линии электропередачи напряжением 10 кВ (по данным ВНИИЭ) должен находиться в пределах 10—15 км с плотностью нагрузки 200— 600 Вт/га при ежегодном приросте нагрузок до 7%. Число линий распределительных сетей при этом должно увеличиться до 5—7, а их суммарная мощность должна составлять не более 2500—3000 кВ • А.
В большинстве случаев экономичнее снабжать сельские потребители электрической энергией от сетей электрических систем. Расчет показывает, что для районов европейской части СССР электроснабжение сельских потребителей суммарной мощностью 500—2000 кВт экономически целесообразно осуществлять от сетей энергетических систем при расстоянии от источника питания 60 км и менее.
Для уменьшения потерь электроэнергии в низковольтных сетях силовые трансформаторы размещают в центре электрических нагрузок.
Наименьшие затраты на сооружение и эксплуатацию электрических линий обеспечиваются при выборе их по экономической плотности тока.
Напряжения в сельской сети целесообразно регулировать централизованным способом:
1) генераторами небольших станций;
2) регулируемыми под нагрузкой трансформаторами понижающих районных подстанций, питающих сельские сети;
3) линейными регуляторами (вольтодобавочными автотрансформаторами с РПН), включаемыми в цепь отдельных линий с неоднородной нагрузкой.
При встречном регулировании напряжения на шинах вторичного напряжения районных подстанций, питающих сельские сети, при зоне нечувствительности регулятора в пределах от 1,5 до 2% и при допустимых значениях отклонений от номинального напряжения электроприемников в пределах ±5% могут быть допущены следующие значения расчетных потерь напряжения: в сети среднего напряжения — 10%, в сети 380 В —6—7%. При этом потребительские трансформаторы должны иметь регулировочные ступени по 2,5%. При больших регулировочных ступенях значения расчетных потерь напряжения в сети 380 В должны быть соответственно снижены.
При отсутствии трансформаторов с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой необходимо правильно использовать и постоянно фиксировать положение переключателей на этих трансформаторах. Для этого периодически по установленному графику проверяют напряжение сети, не допуская, чтобы пределы колебаний отличались от норм.
Применение регулируемых под нагрузкой потребительских трансформаторов и последовательное включение в линии сельской сети линейных регуляторов можно допускать только в исключительных случаях, когда для этого есть соответствующие обоснования.
Для улучшения режима работы сельских сетей существенное значение имеет применение конденсаторов, предназначенных для установки на открытом воздухе. При этом применяются поперечно и продольно включенные конденсаторы.
Наиболее существенное значение имеет применение поперечно включаемых батарей конденсаторов, часть из которых должна быть управляемой, то есть со ступенчатым регулированием мощности. При достаточно протяженных сетях с существенным потреблением реактивной мощности применение поперечно включенных конденсаторов дает заметный эффект. При этом не только компенсируется потребляемая реактивная мощность, но и снижаются потери напряжения в сети, уменьшаются потери активной и реактивной мощности и потери энергии. Возможно также снижение расхода цветного металла проводов е связи с уменьшением их сечений.
В ряде случаев в сельских сетях можно применять продольно включенные конденсаторы. Наиболее обосновано применение продольной компенсации в следующих случаях:
а) при резко переменной ударной нагрузке, когда требуется снижение колебаний напряжения;
б) при протяженных воздушных линиях сети.
В сельскохозяйственном электроснабжении на районных подстанциях и непосредственно у потребителей устанавливают распределительные трансформаторы напряжением 10/0,4 кВ.
Загрузка этих трансформаторов в течение суток очень неравномерна. В ночное время, а иногда и днем они работают почти вхолостую. В вечернее время (особенно зимой) наблюдаются пики нагрузки, превышающие номинальную мощность трансформаторов. При неравномерном графике нагрузок коэффициент полезного действия трансформатора снижается, увеличиваются потери и ухудшается средневзвешенный коэффициент мощности.
Потери электрической энергии в трансформаторах неизбежны, но значение этих потерь можно довести до минимума путем правильного выбора мощности и числа трансформаторов и рационального режима их работы.
По экономическим прогнозам прирост ВВП России до 2020 года должен составлять 5 – 6% в год. Это потребует увеличения добычи и переработки энергоресурсов при сложившейся энергоемкости внутреннего валового продукта в 3 раза. Такое увеличение топливно-энергетических ресурсов не реально в оставшиеся годы. Отсюда следует особая необходимость в энергосбережении.
Энергосбережение становится все более необходимым из-за неизбежного истощения запасов ископаемого топлива, что в последнее время происходит с очень высокими темпами. Истощение мировых запасов традиционного топлива по пессимистическим прогнозам произойдет во второй половине 21-го века, а по оптимистическим к концу следующего столетия. По оптимистическим прогнозам предполагается решить эту проблему за счет увеличения доли ядерного топлива (основной компонент) и возобновляемых источников энергии. Такое устранение проблемы истощения топливных запасов представляется реально выполнимой задачей, особенно с изысканием способов использования изотопа урана 238U и термоядерных реакций.
Однако электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, является очень дорогой, что обусловлено весьма высокой сложностью атомных реакторов, высокими затратами на обеспечение безопасности и захоронения отходов.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему