Схемы электроснабжения потребителей в сельской местности

К электрическим сетям сельскохозяйственного назначения принято относить сети напряжением 0,4–110 кВ, от которых снабжаются электроэнергией преимущественно (более 50 % расчетной нагрузки) сельскохозяйственные потребители (включая производственные нужды, мелиорацию, коммунально-бытовые потребности и культурное обслуживание).

Основной особенностью электроснабжения сельскохозяйственных потребителей является необходимость охвата сетями большой территории с малыми плотностями нагрузок (5–15 кВт / км2). Это предопределяет значительные затраты на сооружение распределительных сетей 0,4 и 10 кВ, которые составляют 70 % общих затрат на сельское электроснабжение.

Основной системой напряжения для электроснабжения сельских потребителей является 110 / 35 / 10 / 0,4 кВ с подсистемами 110 / 10 / 0,4 кВ и 110 / 35 / 0,4 кВ. Напряжение 6 кВ для электроснабжения сельского хозяйства не рекомендуется; действующие сети этого напряжения переводятся на 10 кВ.

По мере роста плотности сельскохозяйственных нагрузок система напряжений 110 / 10 / 0,4 кВ должна получить преимущественное развитие, что позволит отказаться от одной ступени трансформации и, следовательно, существенно снизить расход электроэнергии на ее транспорт.

Система централизованного электроснабжения сельских потребителей состоит из двух типов сетей:

- питающих (ВЛ 110 и 35 кВ и ПС 110 / 35 / 10, 110 / 10 или 35 / 10 кВ);

- распределительных (ВЛ 10 кВ, потребительские ПС 10 / 0,4 и 35 / 0,4 кВ и линии 380 / 220 В).

Причинами несчастных случаев явились нарушение организационных мероприятий — 27%, самовольное производство работ, расширение рабочего места — 13%, личная неосторожность — 17%, отсутствие контроля над членами бригады — 20%, невыполнение технических мероприятий — 23%.

К общим причинам несчастных случаев относятся: 1. Организационные причины. В их число входят: неудовлетворительная организация работ административно-техническим персоналом — 23%; нарушение требований системы нарядов и распоряжений — 16%; неудовлетворительная организация допуска к работам ■— 15%; неудовлетворительная организация обучения, инструктажа и проверки знаний — 16%; неудовлетворительное руководство работами — 12%; недостаточные меры безопасности — 7%; отсутствие у пострадавшего допуска к самостоятельной работе — 5%; допуск посторонних лиц к месту работы — 3%; несоответствие группы по электробезопасности выполняемым работам — 3%.

2.Организационно-технические причины. Эти причины вызваны прежде всего действиями персонала, а именно: ошибочные действия пострадавшего — 26%; нарушение технологии работ — 19%; неприменение средств защиты — 18%; невыполнение мероприятий, обеспечивающих безопасность работ — 15%; невыполнение реанимационных мероприятий — 14%; самовольные действия пострадавших — 8%.

Организационные и организационно-технические причины составляют примерно (60-70)% всех причин электротравматизма, оставшаяся часть относится к техническим причинам.

Технические причины несчастных случаев в электрических сетях 10 кВ объясняются особенностью сельских электрических сетей:

• Высокий износ оборудования электрический сетей. По официальным данным Ростехнадзора износ оборудования в настоящее время составляет 80 %. Обслуживание таких сетей связано с большим риском травматизма вне зависимости от квалификации персонала.

• ВЛ 10 кВ выполнены малыми сечениями и неизолированными проводами. Поэтому 70% всех нарушений в работе электрических сетей 10 кВ происходит из-за повреждений на ВЛ. Не менее 75% всех аварийных повреждений на В Л вызваны однофазными замыканиями на землю, 18,7% нарушений — грозовыми перенапряжениями и гололедно-ветровыми воздействиями (по данным ОРГРЭС), которые иногда приводят к массовым авариям с отключением на длительное время большого числа потребителей независимо от наличия резервного питания.

• Отсутствие пунктов секционирования, средств автоматизации и приборов поиска повреждений (менее 16% сетей имеют телеуправление, около 50% всех устройств релейной защиты морально и физически устарели). В результате средняя продолжительность отключений сельскохозяйственных потребителей II категории надежности электроснабжения составляет 70-100 часов в год при норме от 1 до 9,2 час/год.

• ВЛ 10 кВ являются наиболее протяженными во всех энергосистемах страны, их протяженность составляет более 1,1 млн. км (80% общей протяженности воздушных линий РСК «ФСК ЕЭС»). Протяженность одной ВЛ 10 кВ колеблется в интервале значений 10 - 60 км, а радиус охвата составляет 5 - 40 км. Практикой установлено, что число повреждений растет примерно пропорционально длине линий, т.е. «чем длиннее ВЛ, тем более она аварийна». Рост числа повреждений увеличивает объем аварийно-восстановительных работ для персонала. Следовательно, увеличивается вероятность роста риска травматизма при выполнении этих работ.
[ http://tekhnosfera.com/vybor-meropriyatiy-i-sredstv-povysheniya-elektrobezopasnosti-selskih-raspredelitelnyh-setey-10-kv-po-mnogokriterialnoy-mo#ixzz4AXSTc9ah ]

 

Основным направлением развития электрических сетей сельскохозяйственного назначения является преимущественное развитие сетей 35–110 кВ.

На первом этапе развития сельской электрификации при незначительных нагрузках сельских потребителей схемы электрических сетей как питающих, так и распределительных, строились по радиальному принципу. Подстанции 35 / 10 кВ выполнялись однотрансформаторными, малой мощности, на каждую из них приходилось 200–300 км ВЛ 10 кВ, а радиусы действия этих ВЛ достигали 40–50 км. Сети 35 и 10 кВ выполнялись, как правило, без секционирования и без применения АПВ. На этом этапе основной задачей являлся максимальный охват сельской местности централизованным электроснабжением при минимальных капитальных затратах.

Уровень эксплуатации сельских электрических сетей и особенно сетей напряжением 0,4–10 кВ не соответствует современным требованиям, предъявляемым к надежности электроснабжения сельских потребителей. В целом состояние электрических сетей 0,4 и 6–10 кВ характеризуется данными табл. 1

Таблица 1 – Техническое состояние электрических сетей в сельской местности

	Состояние элементов электрической сети, %
	Хорошее, удовлетворительное	Неудовлетворительное	Непригодное для дальнейшей эксплуатации
ВЛ 0,38 кВ	81,6	12,9	5,5
ВЛ 6-20 кВ	85,8	10,7	4,5
ТП 6-35/0,38 кВ	87,1	10	2,9

Уровень потерь электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения напряжением 35 кВ и ниже составляет около 12 %, что примерно в 2 раза выше уровня потерь электроэнергии в промышленных и городских сетях того же класса напряжения.

Структура потерь электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения в последние годы характеризуется данными табл. 2.

 

Таблица 2 – Структура электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения

Наименование элемента электрической сети	Доля потерь электроэнергии в рассматриваемом элементе в % от общего количества
Линии электроперердачи напряжением 0,4 кВ	34
Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ	26
Линии электроперердачи напряжением 6-10 кВ	25
ПС35-110 кВ сельскохозяйственного назначения	6
ВЛ 35-100 кВ, питающие ПС сельскохозяйственного назначения	9
Итого	100

Ликвидация отмеченных «узких» мест является первоочередной задачей сельской энергетики. При этом на современном этапе электрификации сельского хозяйства стоят новые задачи: повышение пропускной способности существующей сети, так как рост нагрузок приводит к повышению потерь электроэнергии и снижению ее качества, и повышение надежности электроснабжения.

Эти задачи решаются путем внедрения в питающих и распределительных сельских сетях следующих мероприятий:

- сооружение разукрупняющих питающих ПС 110 / 35 / 10 и 110 (35) / 10 кВ для сокращения радиусов действия сети 10 кВ и протяженности ВЛ 10 кВ, отходящих от одной ПС. За последние годы удельная протяженность ВЛ 10 кВ на одну ПС снизилась в 2 раза (до 100–150 км), а средний радиус действия уменьшился до 15 км;

- увеличение количества двухтрансформаторных ПС 110 (35) / 10 кВ. В настоящее время удельный вес двухтрансформаторных ПС 110 кВ составляет более 70 %, а 35 кВ – более 50 %; увеличение количества ПС с двухсторонним питанием. Основным типом конфигурации сети становится одноцепная ВЛ с двухсторонним питанием от разных источников. Новые подстанции 35–110 кВ подключаются, как правило, в рассечку таких ВЛ либо двумя ответвлениями от двух соседних одноцепных или двухцепной ВЛ. В настоящее время более половины сельскохозяйственных ПС 110 (35) / 10 кВ имеют двухстороннее питание;

- постепенный переход к системе 110 / 10 кВ путем: сооружения ПС 110 / 10 кВ вместо ВЛ 35 кВ, следующих параллельно существующим ВЛ 110 кВ;

- сооружения ВЛ 35 кВ в габаритах 110 кВ, если продолжительность их использования на низшем напряжении не превысит 5 лет.

 

Промышленная сеть имеет следующие достоинства:

в несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку;

увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и исполнительных устройств;

упрощается управление сетью датчиков и исполнительных механизмов;

упрощается модификация системы при изменении типа датчиков, используемого протокола взаимодействия,добавлении устройств ввода-вывода;

позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их диагностику.

Недостатки

При обрыве кабеля теряется возможность получать данные и управлять не одним, а несколькимиустройствами (в зависимости от места обрыва и топологии сети остаётся возможность автономногофункционирования сегмента сети и схемы управления).

Для повышения надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать кольцевые сети. [http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/108687]