Необходимость структурно- функциональных изменений в сельской низковольтной распределительной сети

Авторы

  • Александр Владимирович Богдан Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина
  • Анатолий Витальевич Винников Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина
  • Иван Иванович Надтока Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
  • Пётр Васильевич Осадчий Пятигорское предприятие «Центральные электрические сети» Ставропольэнерго
  • Владимир Валентинович Тропин Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2019-3-69-79

Ключевые слова:

питающая и распределительная сети, потери энергии и напряжения, участки повышенного и пониженного напряжений, ток нейтрали, схема «звезда-звезда».

Аннотация

Потребителям электроэнергии в сельской местности и пригорадах необходима высокая надёжность её постоянного получения с абсолютной электробезопастностью и необходимым уровнем качества, в связи с чем следует по новому взглянуть на структуру и особенности функций распределительной сети 0,38/0,22 кВ жилищно-коммунального назначения. Основной недостаток сельской распределительной сети - использование рабочей нейтрали для протекания тока нулевой последовательности утроенной величины, что ведёт к дополнительным потерям и энергии, и напряжения, которые особенно относительно велики при слабой загрузке фаз, что характерно для сельской распределительной сети. Приведена сравнительная количественная оценка этих потерь с помощью векторных диаграмм для двух структур сети - с рабочей нейтралью (PEN) и с защитной нейтралью (PE). Показаны недостатки применяемых функциональных и параметрических изменений сельской сети с нейтралью. Предложены структурные изменения - низковольтную распределительную сеть выполнить из двух участков: участка повышенного напряжения (660 или 1140 В) без нейтрали и участка пониженного напряжения (220/127 В) для подключения потребителей через индивидуальные трансформаторные подстанции малой мощности. Достоинство этого предложения: отсутствие сдвига нулевого потенциала высоковольтного силового трансформатора (10/1,140кВ), который может выполняться по схеме «звезда-звезда», радиус охвата высоковольтного силового трансформатора достигает 1,0 км, что является наиболее востребованной инфраструктурной компонентой проектирования сельского электроснабжения; уменьшение травматизма, поскольку напряжение касания в трёхфазной сети пониженного напряжения РЕ всего 127 В; возможности широкого внедрения трёхфазных асинхронных двигателей прямого включения в сеть 220 В.

Биографии авторов

Александр Владимирович Богдан, Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электротехника, теплотехника и возобновляемые источники энергии» Кубанского государственного аграрного университета им. И.Т. Трубилина.

Анатолий Витальевич Винников, Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина

канд. техн. наук, доцент кафедры «Применение электрической энергии» Кубанского государственного аграрного университета им. И.Т. Трубилина.

Иван Иванович Надтока, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение и электропривод» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова.

Пётр Васильевич Осадчий, Пятигорское предприятие «Центральные электрические сети» Ставропольэнерго

соискатель Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, начальник Пятигорского предприятия «Центральные электрические сети» Ставропольэнерго.

Владимир Валентинович Тропин, Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина

профессор кафедры «Применение электрической энергии Кубанского государственного аграрного университета им. И.Т. Трубилина.

Библиографические ссылки

Саркисян А.М. Основные задачи электрификации сельского хозяйства // Электричество. 1957. № 7. С. 1 - 5.

Воротницкий В. Потери Электроэнергии. Актуальный диалог учёных и практиков // Новости ЭлектроТехники. 2006. № 4(64). С. 41 - 43.

Демченко В.Т. Распределительные сети России. Проблемы есть, нужны решения // Новости ЭлектроТехники. 2010. № 4(64). С. 41 - 43.

Будзко И.А. Задачи науки в области развития сельских электрических сетей // Энергетик. 1978. № 6. С. 6 - 8.

Стрижак В.Д. Особенности сельского бытового электропотребления/ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1990. № 7. С. 35, 36.

Масленников Г.К., Монахова И.Р. Проблемы энергосбережения в Московской области // Электротехника. 1999. № 11. С. 52, 53.

Смирнов С.С., Наумов И.В., Пасюк А.И. Качество электрической энергии // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. М., 2003. Ч. 1. С. 162 - 166.

Перова М.Б. Анализ качества напряжения в сельских распределительных сетях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1998. № 6. С. 10 - 12.

Королёв Ю.П. О надёжности электроснабжения сельских потребителей / // Техника в сельском хозяйстве. 2000. № 6. С. 33, 34.

Тропин В.В., Савенко А.В. Перспективный вариант развития сельских электрических сетей Кубани // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. № 6. С. 62 - 64.

Савиных В.В., Тропин В.В. Новый подход к проектированию cистемы электроснабжения пригородного района городских электрических сетей // Изв. вузов. Электромеханика. Спецвыпуск, 2008. С. 122, 123.

Костинский С.С. Обзор и результаты исследований гармонического состава тока бытовых электроприёмников, а также способов и устройств для снижения их негативного влияния на системы электроснабжения // Промышленная энергетика. 2018. № 8. С. 29 - 39.

Янукевич Г.И. Несинусоидальность напряжения в сельских электрических сетях 0,4 кВ // Изв. вузов. Энергетика. 1989. № 6. С. 47 - 49.

Петухов В. Энергосберегающие лампы как источник гармоник тока // Новости Электротехники. 2009. № 5. С. 64 - 66.

Магазинник Л.Т., Егорова Н.Ю. Оценка величины дополнительных потерь мощности, обусловленных несимметрией токов // Конференция по энергетике и управлению переработкой отходов. Современные наукоемкие технологии. 2006. № 4. С. 44 - 45.

Пат. Российская Федерация, 2346370 МПК9 Н02J 3/01 Электромагнитный компенсатор 3-й гармоники тока электрической сети / Юндин К.М., Юндин М.А., Нехаев С.В. заявл. 12.10.2008; опубл. 10.02.2009. Бюл. № 4. 3 с.

Юндин К.М. Электромагнитный компенсатор высших гармоник тока в сельских электрических сетях 0,38 кВ с преобладающей нелинейной нагрузкой: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Зерноград, 2012. 21 с.

Семёнова М.Н. Обоснование перехода от глухозаземлённой нейтрали к изолированной в сетях электроустановок сельского назначения напряжением до 1000 В: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Челябинск, 2011. 24 с.

Внедрение инновационной электрической сети 0,95 кВ с применением индивидуальных трансформаторных подстанций // Электроэнергия. Передача и распределение. Спецвып. 2014.С. 64, 65.

Князев В. Энергоэффективная технология передачи электроэнергии на напряжении 0,95 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2016. № 5 (38). С. 36 - 39.

Экспериментальное исследование потерь мощности от несимметрии токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях 0,38 кВ / Ф.Д. Косоухов, Н.В. Васильев, В.Ф. Петров, Н.Ю. Криштопа // Электротехника. 2018. № 2. С. 47 - 51.

Пат. Российская Федерация, на полезную модель № 134709. Электрическая сеть с нейтралью. Надтока И.И., Надтока В.И., Савиных В.В., Савенко А.В., Тропин В.В. Заявка № 2013116915/07(025047) от 12.04.2013.

Герасимов В.В. Воздушно-кабельные сети 0,4 кВ // Электрические станции. 1995. № 3. С. 35 - 41.

Зельцбург Л.М. К вопросу эффективности применения напряжения 660 В // Промышленная энергетика. 1991 № 9. С. 49.

Технологии и технические средства управления режимами электроэнергетических систем: учеб. пособие для вузов / под ред. Ю.В. Шарова. М.: Инновационное машиностроение, 2017. 360 с.

Опубликован

15.06.2019

Как цитировать

(1)
Богдан, А. В.; Винников, А. В.; Надтока, И. И.; Осадчий, П. В.; Тропин, В. В. Необходимость структурно- функциональных изменений в сельской низковольтной распределительной сети. electromeh 2019, 62, 69-79.

Выпуск

Раздел

Статьи