Обеспечение нормированных уровней надежности в сетях 10 и 0,4 кВ

Основной элемент сельских электрических сетей 10 кВ - распределительная линия, которую рекомендуется выполнять по магистральному принципу.

К магистральным линиям 10 кВ, по которым осуществляется взаимное резервирование линий, присоединяют опорные трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ (ОТП). ОТП представляет собой ТП 10/0,4 кВ с развитым распределительным устройством 10 кВ, к которому присоединяют радиальные линии 10кВ, и предназначенным для автоматического секционирования и резервирования магистрали, размещения автоматики и телемеханики, и (или) распределительные пункты (РП). Магистральный участок вновь сооружаемых или реконструируемых линий 10 кВ рекомендуется выполнять сталеалюминевым проводом одного сечения не менее 70 мм, обеспечивающим возможность питания по одной линии в послеаварийных и ремонтных режимах нагрузок обеих взаиморезервируемых линий. В этих случаях линия 10 кВ, как правило, имеет только один сетевой резерв от независимого источника питания.

Минимальные допустимые сечения сталеалюминевых проводов на воздушных линиях (ВЛ) 10 кВ по условиям механической прочности должны быть: в районах с нормативной толщиной стенки гололеда до 10 мм - 35 мм²; 15...20 мм - 50 ; более 20 мм - 70 ; алюминиевых проводов - 70 мм².

Минимальное допустимое сечение алюминиевых проводов на воздушных линиях 0,38 кВ по условиям механической прочности должно быть: в районах с нормативной толщиной стенки гололеда 5 мм - 25 мм²; 10 мм и более - 35; сталеалюминевых и из алюминиевого сплава - 25 мм² во всех климатических районах.

ОТП устанавливают у потребителей I категории, на хозяйственных дворах центральных усадеб сельскохозяйственных предприятий, если на линии требуется установка секционного выключателя, и сооружают, как правило, в закрытом исполнении.

В узлах сети 10 кВ рекомендуется сооружать распределительный пункт, если в перспективе здесь намечается сооружение ТП 35...110 /10 кВ. Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ рекомендуется переводить на питание от шин 10 кВ ОТП (РП), если они присоединены к магистральному участку линии ответвлением.

При выборе количества и мест установки автоматических коммутационных аппаратов сначала рассматривают мероприятия по обеспечению надежным электроснабжением потребителей I категории.

Выбор количества и мест установки автоматических коммутационных аппаратов, обеспечивающих нормативы надежности электроснабжения потребителей II и III категорий, зависит от схемы ТП 35...110/10 кВ, суммарной длины и расчетной нагрузки линии 10 кВ, наличия на линии 10 кВ потребителя I категории. В этом случае максимальная длина участка линии (включая ответвления), к которому присоединены эти потребители, ограниченная автоматическими коммутационными аппаратами, во всех случаях не должна превышать 12 км.

Линейные разъединители 10 кВ устанавливают на магистрали линии 10 кВ для ограничения участка ВЛ, включая ответвления, до 3.5 км и на ответвлении при его длине более 2,5 км.

У каждого линейного разъединителя рекомендуется обязательная установка указателей поврежденных участков.

Независимо от наличия резервного питания по электрическим сетям электроприемники I категории, а также электроприемники II категории, не допускающие перерыва в электроснабжении длительностью более 0,5 ч, должны иметь резервное питание в виде автономных источников резервного электропитания (АИР).

В качестве АИР могут быть использованы стационарные или передвижные дизельные электростанции, а также резерв с приводом от трактора. В соответствии с расчетной нагрузкой электроприемников I и II категорий, не допускающих перерыва длительностью более 0,5 ч, и с учетом режима их работы производится выбор количества и мощности АИР.

5.1.3. Краткие сведения об аварийных режимах

Весьма распространенные повреждения в сельских электрических сетях - к. з., обрывы проводов и замыкания на землю.

Причины возникновения повреждений очень разнообразны, основные из них: неправильная эксплуатация электрических установок; естественный износ и механические повреждения изоляции; коммутационные и атмосферные перенапряжения; перекрытие неизолированных токоведущих частей птицами, животными и прочее.

Наиболее часто отключения электрических сетей происходят вследствие перехлестывания проводов, наезда сельскохозяйственной техники, падения опор, нарушения изоляции и т.п.

В электрических сетях с заземленной нейтралью количество однофазных к.з. составляет от 60 до 90%, двухфазных на землю - 5...20%, двухфазных - 2...13% и трехфазных - 1...7%. В сетях с изолированной нейтралью более двух третей к.з. приходится на двухфазные, а остальные - на трехфазные к.з.

Раньше основное внимание уделялось преимущественно вопросам разработки средств контроля и защиты от междуфазных к.з., и прежде всего в сетях 6...10 кВ. Однако происходит переход к комплексной автоматизации сельских электрических сетей, которая охватывает контроль всех основных аварийных и ненормальных (аномальных) режимов.

Например, неполнофазные режимы в сельских электросетях возникают из-за обрывов проводов ВЛ напряжением 0,4...35 кВ, перегорания предохранителей в одной из фаз на ТП 35/10 и 10/0,4 кВ, невключения одного из ножей разъединителя или контакта выключателя и т.п.

Последействия неполнофазных режимов хорошо известны: это преждевременный выход из строя трансформаторов, электродвигателей и нарушение технологического процесса на агропромышленных предприятиях. Кроме того, появляется опасность поражения людей и животных электрическим током, а также возникновения пожаров в местах, где проходят ВЛ.

Очень часто в электросетях напряжением 6...10 кВ происходят замыкания на землю, вызываемые пробоем и перекрытием изоляции, обрывами проводов с контактом на землю и т.п. При таком режиме согласно ПУЭ эти линии могут работать определенное время, необходимое для отыскания и устранения неисправностей. Оно должно быть возможно минимальным, так как этот режим сопровождается перенапряжением, приводящим к двойным междуфазным замыканиям и отключениям потребителей.

Из опыта эксплуатации известно, что электрические сети напряжением 380В - наименее надежный элемент в системе электроснабжения. Такие повреждения, как междуфазные к.з., однофазные к.з., обрывы проводов и замыкания типа фаза-нуль, весьма опасны для людей и животных, приводят к перерывам электроснабжения, выходу из строя бытовых потребителей электрической энергии.

При неполнофазном режиме электродвигатель выходит из строя за несколько минут, так как крутящий момент на его валу равен нулю (из-за равенства напряжений прямой и обратной последовательности). Такой режим наблюдается при обрыве фазы, когда крутящий момент на валу электродвигателя меньше момента сопротивления рабочей машины, то есть происходит торможение и остановка электродвигателя.

При однофазном замыкании провода на землю в сетях напряжением 0,4/0,22 кВ (при обрывах) через большое переходное сопротивление величина тока замыкания недостаточна для срабатывания защиты. Этот режим очень опасен, так как приводит к электротравматизму (таблица 5.1).

Таблица 5.1 -Причины электротравматизма в ВЛ 0,4 кВ

Характер повреждения ВЛ 0,4 кВ	Уровень электротравматизма в %
Обрыв провода:
· с замыканием фаза-земля
· с замыканием фаза-нуль
· без касания земли
Замыкание фаза-нуль без обрыва
Прочие случаи