
книги из ГПНТБ / Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана сборник трудов
..pdf-60 -
2)установка в одном населенном пункте (или на одном участ
ке распределительной сети) центральной резервной электростанции позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы за счет снижения трудоемкости обслуживания и уменьшения расхода топлива,
поскольку у первичных двигателей с ростом единичной мощности удель ный расход топлива сокращается;
3)так ка.. мощность центральной резервной станции выбирается
оучетом коэффциента одновременности, то она будет меньше суммы установленных мощностей индивидуальных резервных электростанций.
Данный вариант в некоторых случаях монет уступить индивиду
альному резервированию лишь несколько меньшей степенью надежности,
поскольку вероятнооть отключения резервируемых потребителей воз растает на величину вероятности повреждения элементов электричес кой сети, через которую потребители питакгоя от резервной электро
станции* '
На рис. ^ приведена наиболее типичная схема питания сельских потребителей от государственной энергосистемы, на рис. 2 - распре деление электроэнергии внутри населенного пункта (например, насе ленный пункт В, рис Л). В заштрихованных квадратах на рис. 2 по казаны потребители, которые должны быть обеспечены бесперебойным питанием.
Оценим сравнителвйую надежность питания ответственных потре бителей при установке резервных электростанций у каждого ответ ственного потребителд и при установке одной резервной электростан ции, общей для всех этих потребителей.
В первом случае цепь питания можно представить так: резервная электростанция (как комплекс собственно электростанции й автомати ки) - присоединение к шинам - внутренняя проводка. Для такой цепи вероятн сть отказа можно определить следующим оораэом [з] :
( 1)
- 61 -
Рис.I,
Рис.2,
- 62 -
где^? Jj Ь - интенсивности отказов соответственно электростан-
ции, присоединения в РУ электростанции, внутрен ней проводки (в которую входит и ввод, если элек тростанция находится в разных помещениях с потре
бителем).
Для второго варианта примем место расположения резервной электроотанцш, на входе линии в поселок, у ТП-1 (см. рио. 2). При использовании для канализации электроэнергии от резервной электро станции существующих оетей 10 кВ и 0,38 кВ цепь питания запишется следующим образом; резервная электростанция - приооединение в РУ
электростанции - приооединение в РУ 0,38 кВ ТП-1 - трансформатор
о
10/0,4 кВ в обратном включении - линия 10 кВ - трансформатор
10/0,4 кВ - линия 0,38 кВ - внутренняя проводка.
Вероятность отказа в .,том случае оос гавит:
|
|
„ 4“«• 4! Ч M |
/ W |
- l r 41 ' |
/ <г) |
||||
где ^ |
- |
интенсивнооть отказов в РУ-0,о8 кВ ТП-1; |
|
|
|||||
|
- интенсивность |
отказов |
трансформатора 10/0,4 |
кВ в обрат |
|||||
|
|
ном включении; |
|
|
|
|
|
|
|
I - «щтенсивпооть |
откавов ВЛ-10 |
кВ, |
определяется |
как |
|||||
|
|
|
^6 ' |
4 у$ JOO > |
|
|
|
( 3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
где |
Луд - удельная аварийность линии на 100 км в |
год, |
||||||
|
|
h |
-°длина |
линии, км; |
|
|
|
|
|
-%f |
- |
интенсивность’отказе |
трансформатора 10/0,4 |
кВ |
(в об |
||||
|
|
щем может бытя принята равной |
); |
|
|
||||
J |
- |
интенсивность отказов ВЛ-0,38 кВ, определяется анало- |
|||||||
г |
гично |
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
Вероятность прекращения питания во втором случае больше, чем
|
|
|
|
- |
63 - |
|
|
|
|
|
в первом, на величину |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 -fx" |
h |
* 4е + Л +Ь ' |
|
(*) |
|||||
Сравнительно |
с главной составляющей интенсивности |
отказов У{1 ве- |
||||||||
чины |
J[y , такие |
J[g и Л ^ |
для класса |
напрякения |
10 |
кВ достаточ |
||||
но малы. Что |
же |
касается |
величин ~ie |
и |
О |
, то к |
выбору вначе- |
|||
|
Л |
|
|
|
1> |
|
|
|
|
|
ний |
J[yg для |
подстановки |
в выражение |
(3) |
необходимо |
подходить о |
некоторой степенью осторожности, так как эти показатели, напри мер [Ь] , имеют слишком общий характер и не могут без всяких на
то |
оснований быть применены для условий населенного пункта. К то |
|||
му |
же |
эти величины вследствие малости L |
не играют |
оущейвенной |
роли |
для определения J[ . Кроме того, |
надо иметь в |
виду, что |
ответственные потребители, присоединенные^ какому-то ТП, долган обеспечиватьсл сетевым резервным питанием от соседнего ТП с по-
мощью АВР на стороне низкого напряжения. В этом случае вероят ность прекращения питания при нормальной работе ВЛ-10 кВ "не на селенного пункта, а также при работе центральной резервной еле::
троотанции, поскольку она устанавливается на вводе линии в посе
лок, значительно уменьшается, |
|
Таким образом, даже ориентировочная оценка |
веоьмз |
проблематична и должна производиться, конечно, для каждого кон кретного случая индивидуально. При этом необходимо учитывать ха рактер потребителей, подлежащих резервированию, и допустимость для них перерывов в электроснабжении,
Окончательно выбирать тот или иной вариант нужно не только по требованиям надежности, но и о учетом экономических факторов.
Как уже указывалось, важную роль при этом может оыграть исииооть резервной электростанции.
дри установка центральной резервной электростанции и распре делении электроэнергии по существующей сети питанием обеспечива-
- 64 -
ююа вое беа исключения потребители, а это приводит к чрезмерно му увеличение мощнооти электростанции. Уменьшить последнюю можно избирательный подключением потребителей к ней, т.е. при прекраще нии ооновного питания станция долина работать только на ответ ственных потребителей,
Добитьоя в т о р о иожно веоколькими способами. Самый простой и в то хе время оаыый дорогой опоооб заключается в том, что от ре зервной алегтрротанции вооружается специальная резервная оеть не посредственно к ответственным потребителям.
Можно воспользоваться и существующей оетью, как выооковольт-
иой, так и низковольтной. Однако лри этом для осуществления изби рательного подключения потребителей каждый фидер 0,38 кВ должен быть оонацен выключателей и при работе резервной злектроотанции на эти выключатели должен передаваться управляющий оигнал, разре шающий иключнтьоя одним выключателям и запрещающий включиться дру гим. В сущеоЛующих охемах управления отключающими аппаратами [5 ]
передаются оигнаяы по специальным проводаы управления. Существуют также охемы телеуправления, в которых для передачи сигналов пополь зуется электрическая сеть, причен передача производится на выоо-
шчастотах', Эти охеыы вследствие дороговизны передающей и при
емной аппаратуры, оложнооти уотройотва и эксплуатации для наиих
С
целей применять нецелесообразно м и большинстве олучаев заведомо экономически невыгодно.
В последнее время большое вникание уделяется развитию оиотеы циркулярного телеуправления (ЦТУ) Эти системы предназначены для управления большим чиолом ^пооредоточенных объектов с использова нием омловой электрической сети для передачи оигналов. Передаются окгналы на чаототах порядка сотен Гарц^ в качестве генераторов сигналов нопользуютоя электроиашинный агрегат или статический ге-
варатор. В подобных зарубежных установках, предназначенных для
- 6 5 -
управления двухтарифньши счетчиками, бойлерными установками, улич ным освещением и т.д., чаще воего используетоя чаотота 175 Гц, как имеющая лучшие характеристики распространения по элементам электри ческой сети. Имеются то.же оригинальные отечественные сиотемы ЦТУ с использованием в качестве генераторов сигналов мощных ионных триггеров, тиристорных инверторов и т.д. [б] .
Для использования в сетях 6-10 кВ малой мощности (до 1-3 MBA)
разработаны более простые схемы ЦТУ, в которых производится пас сивное возбуждение сигнала управления включением между фазами се ти цепочки диод-резистор. Приемное устройство реагирует на появля
ющуюся |
при |
э т Л |
гармонику двойной чаототы (100 Гц). Эта система яв |
ляется |
вполне приемлемой для использования-в наших целях Г?] . |
||
Однако |
если |
вспомнить о том, что при соответствующем управле |
нии резервной электростанцией можно очень проото изменять параметры
напряжения на шинах станции на такую величину, какая не наблюдает
ся в энергосистеме, и установить у потребителей приемные устройст
ва, реагирующие на изменение этих параметров, то задача избиратель
ного подключения решается достаточно просто. Наиболее подходящим
параметром, который может быть иопользован в качеотве носителя сиг
нала, является, несомненно, частота, величина которой в энергосис
теме строго нормирована и поддерживается в допуотимых пределах
очень точно.
Настроив приемные уотройства на частоту, выходящую аа предела
допустимой в энергосистеме, а затем установив эту частоту на пе
нах резервной электростанции, можно обеспечить четкое срабатыва
ние устройств отключения и подключения потребителей, причем в этой
схеме источник энергии в то же время является передатчиком «астемн
ЦТУ. Несомненно, |
$акое |
совмещение функций приводит к значительному |
снижению стоимости всей схемы. |
||
о |
О |
ПУЗ предусматривается нормальное значение |
В настоящее |
время |
- 66 -
частоты в энергосистем 50+0,2 Гц. Как известно, в результате воз никновения в энергосистеме внезапного дефицита активной мощнооти может происходить аварийное снижение частоты. Для предотвращения этого в системах используются устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР). Уставка срабатывания АЧР находится в пределах от
47-4-8 до 46-46,5 Гц [в] . Поскольку в задачи , выполняемые разраба
тываемой здесь схемой, не входит обеспечение местной АЧР, частота
срабатывания приемных устройств ЦТУ должна лежать за пределами ди апазона 46-50 Гц. В качестве верхней границы может быть выбрана час-,
тота 50 Гц, поскольку в мощны:: энергосистемах тенденции к повышению частоты не наблюдается.
Исходя из вышеизложенного, для |
осуществления ЦТУ подключением |
потребителей возможно использование |
частот / ^ < 46 Гц и ^ > 50 Гц. |
Для обеспечения четкой работы автоматики ыаобходимо в качеотве час тоты срабатывания приемных устройств выбрать частоту, максимально отличающуюся от 46 Гц в сторону уменьшения и от 50 Гц в сторону увеличения. Значение этих чаотот определяется допустимыми эксплуа тационными режимами первичного двигателя и генератора резервной электрической отанции. Заметим, что чем больше частота срабатыва ния приемных устройств будет отличаться от номинальной, тем проще по конструкции будут оами приемные устройства.
Приемные устройства могут быть установлоны в потребительских
ТП, на ответвлениях линий. 0,38 кВ, а также на вводных щитах поме щений. Это придает системе высокую избирательнооть.
Для реализации опиоанной схемы наиболее важным на данном эта пе являетоя разработка простого, надежного и дешевого приемного чао-
тоточувотвительногз устройства. Задача облегчается не слишком вы сокими требованиями относительно точности частоты срабатывания.
Приложенная схема избирательного подключения ответственных потребителей к резервной электростанции в сочетании о системой се тевого резервирования может явитьоя для условий Северного Казахста
- 67 -
на и схожих районов наиболее приемлемой. Она обеспечивает достаточ но высокую надежность, гибкость в смысле избирательности категорий ных потребителей и даже отдельных токоприемников при сравнительно хороших экономических показателях.
Ли т е р а т у р а
1.В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий. Методика выбора резерв ных электростанций для сельскохозяйственных объектов. "Техника в сельском хозяйстве", 1971, to 10.
2.В.И. Штерн, P.tk. Самойлов. Дизель-генераторы переменного
тока напряжением до А00 В. М., "Энергия", 1972. |
0 |
|
3. |
Г.С. Лиоовский, М.Э. Хейф-ц. Главные схемы и электротехни |
|
ческое |
оборудование подстанций 35-500 кВ.ОМ., "Энергия", 1970. |
|
А. Л.А. Солдаткина. Электрические сети и системы. М,, "Энергия", |
||
1972. |
|
|
5. |
А.А. Васильев. Электрическая часть отанций и подстанций- |
|
М., "Энергия", 1972. |
|
|
6 . В.Н. Шестопалов, И.Н. Попов. Совещание по оиотемам и уст |
||
ройствам циркулярного телеуправления. "Блектричеотво", |
1970, № 1. |
7.И.М. Сирота, Р.Б. Стариков. Системы телеуправления и теле
нализации на четных гармониках. "Электричество", 1969, to 6 .
8 . М.А. Беркович, В.А. Семенов. Основы автоматики внергооисгок.
М., "Энергия", 1968.
9.В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, В.В. Панькин, Е.М. Чебуркина. Резервные электростанции и электроустановки для оельор.^гозяйственного производства. В сб.: "Надежность электроснабжения", под ред. И.А. Сыромятникова. М., "Энергия", 1967.
- 68 -
УДК 621. 316. 1
Ю.В. Анисимов,
В.В. Мюльбергер, инженеры
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С ПОМОЩЬЮ ПЕРФОКАРТ С КРАЕВОЙ
ПЕРФОРАЦИЕЙ
Глубокое Проникновение электричестве в технологические процес сы Сельскохозяйственно о производства приводит к необходимости предъявлять повышенные требования к надежности электроснабжения.
В настоящее вреыя иыеетоя возможность, применяя различные технические решения, значительно улучшить показатели электроснаб жения сельскохозяйственных потребителей. Для принятия конкретных решений| а также для оценки тех илиных технических и организа
ционных мероприятий ванную роль играют статистические исследова ния повреждаемости и ремонтов элементов системы электроснабжения.
Надежность электроснабжения потребителей можно рассматривать
как вероятность нахождения системы электроснабжения в рабочем сос |
||
тоянии: |
• • < |
|
|
|
|
где |
О - вероятность нерабочего ооотояния системы. |
|
' |
Вероятность нерабочего соотонния системы электроснабжения в |
обшеы случав окладываетоя из следующих элементов: а) вероятности перерывов, опреде немых работой электростанций; б) вероятности пе рерывов, определяемых подстанциями высокого напряжения, входящими в цепочку питания потребителей; в) вероятности перерывов в сетях высшего напряжения; г) вероятности перерывов в сетях 35 кВ; д) ве роятности перерывов на подотанциях 35/10 кВ; е) вероятности пере рывов в сетях 10 кВ; ж) вероятности перерывов :а подставциях
- 69 -
10/0,38 кВ; з) вероятности перерывов в сетях 0,38 кВ,
При рассмотрении вопроса о надежности электроснабжения сель
скохозяйственных потребителей первые три составляющие можно не учи тывать из-за малой их величины. Надежность подстанций всех напряже ний также высока. Отсюда надежность электроснабжения сельскохозяй ственных потребителей определяется в основном надежностью сетей
10 кВ и в меньшей мере сетей 35 кБ.
Вероятность перерывов в сети может быть найдена из следующе го выражения:
|
|
" |
8 7 6 0 \ГОй |
^ |
1 ' |
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
О |
|
где lq> |
- общая длина неоекциони; ованного |
участка, |
км; |
|
||||
ft |
- |
среднемиоголетнее число |
отключений на .100 |
км ЛЭП |
в год; |
|||
'Т - |
математическое ожидание продолжительности одного отклю |
|||||||
|
|
чения, |
чао. |
|
|
|
|
|
Величины |
и Т |
будут тем достовернее, чем |
больше |
период |
||||
исследования и длиннее ряд наблюдений. |
|
|
|
|||||
Однако знание |
одних |
величин |
(\ и 'б |
недостаточно для |
вскры |
тия причин и принятия технически., решений по повышению надежности,
поскольку они сами являются функцией множества статистических па
раметров отказов. К параметрам отказов, существенно оказывающихся
на величинах |
в ^ |
, относятся следующие: |
||
1) распределение |
отключенийпо годам; |
|
||
2) распределение |
отключенийпо времени |
года; |
||
3) |
распределение |
отключенийпо времени |
оуток; |
|
4) |
распределение |
отключенийпо длительности; |
5)распределение по длительности интервалов между отклюони-
ями;
6 ) распределение отключений по фидерам, подстанциям и сетевым
районам