Необходимость структурно- функциональных изменений в сельской низковольтной распределительной сети
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2019-3-69-79Ключевые 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.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.