Реконструкция сетей электроснабжения поселка Батагай-Алыта

 

Так как потребителями ДЭС «Саккырыр» не являются  промышленные предприятия и крупные здания, которые могли бы потреблять большие мощности, а являются только частные дома  и мелкие объекты соцкультбыта, сумма нагрузок в целом не высокая. 

Из-за очень значительной протяженности линии электропередачи  в некоторых ТП потери мощности превышают  нормативных значений  и качество напряжения  удаленных абонентов  очень низкое. А именно на ТП «Ферма», ТП «Васильев» и Ф-«Заречная», Ф-«Почта» уровни напряжения у некоторых удаленных потребителей выходят далеко за пределы U_Н ± 0,05U_Н.

Таким образом, из анализа  расчетов нормальных режимов существующих сетей, питаемых ДЭС «Саккырыр», можно сделать несколько выводов:

1. Распределительные сети  ВЛ-10 кВ в существующем ржиме  отвечаю нормам, потери составляют 6,5%.

2. В сетях 0,4 кВ имеют место большие потери мощности, достигающие 27 %, причинами которых являются:

а) большая протяженность линий 0,4 кВ;

б) несимметричная нагрузка;

в) высокая удельная нагрузка на одну ТП.

4. Трансформаторы некоторых ТП работают с большой перегрузкой, когда как другие нагружены всего лишь на несколько процентов.

Так как целью дипломного проекта является реконструкция сети электроснабжения поселка Батагай-Алыта, обязательной оптимизации сетей должны подлежать 2 трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ и 2 фидера, где потери очень высокие.

 

1.3  Предложения  по улучшению качества электроснабжения 

 

1.3.1 Основные направления  мероприятий по снижению потерь энергии

 

В связи с неудовлетворительным состоянием распределительных сетей  села необходимо строительство новых  линий. Также необходимо снизить  потери напряжений и мощности в линиях. Для этого предлагается строительство  ВЛ-10 кВ до удаленных потребителей  с установкой на месте понижающих трансформаторных подстанций с трансформаторами марки ТМГ (трансформатор масляный герметичный). Изменить конфигурацию линии 0,4 кВ реконструируемого ТП с переводом ее на защищенный провод марки СИП-2А. Поскольку РАО «ЕЭС России» своим письмом от 26.06.2000 года рекомендовало при выдаче технических условий на подключение абонентов, проектировании, новом строительстве и техническом перевооружении применять СИП. Строительство линий планируется на деревянных опорах с железобетонными приставками, что продлевает срок службы опор.

 

1.3.2 Краткая характеристика выбранного оборудования

 

Опоры деревянные с железобетонными  приставками

Широкое применение деревянных опор обусловлено главным образом  небольшой стоимостью древесины, ее достаточно высокой механической прочностью, а также природным круглым сортаментом, обеспечивающим простоту конструкций и наименьшее сопротивление ветровым нагрузкам. Высокие электроизоляционные свойства древесины позволяют применять на деревянных опорах меньшее количество подвесных изоляторов, чем на металлических или железобетонных, а на ВЛ до 10 кВ использовать легкие и дешевые штыревые изоляторы. Кроме того, в некоторых случаях отпадает необходимость в подвеске грозозащитного троса и заземлении этих опор. В качестве фундаментов для деревянных опор используют железобетонные пасынки или сваи.

Деревянные опоры  примерно в 1,5 раза дешевле железобетонных и металлических, но менее долговечны. Для продления срока службы древесину опор подвергают противогнилостной обработке (антисептированию) на специальных заводах. Перспективным является использование опор из клееной древесины, конструкции которых разрабатываются в последнее время. Такую древесину изготовляют из сосновых досок, пропитанных масляным антисептиком и склеенных между собой. Применение клееной древесины позволяет повысить срок службы опор, ликвидировать скрытые пороки, а также использовать короткомерные столбы.

В России и других странах, богатых лесными ресурсами (США, Канаде, Швеции, Финляндии), на деревянных опорах сооружают ВЛ напряжением до 220 кВ.

Для изготовления деревянных опор применяют сосну, лиственницу и реже — ель. Древесина сосны и лиственницы содержит много смолы и поэтому хорошо противостоит действию влаги. Стойки опор изготовляют из стволов деревьев. Прочность древесины в значительной степени зависит от влажности. При уменьшении влажности в деревянных опорах из-за усушки древесины нарушаются соединения: ослабляются гайки и бандажи. Чтобы получить древесину, пригодную для изготовления опор (с влажностью 18—22%), ее сушат. Основным способом является атмосферная, т. е. естественная сушка на воздухе, которая хотя и является длительной, но дает наилучшие результаты. В последние годы применяют высокотемпературную сушку древесины в петролатуме, а также сушку токами высокой частоты.

На прочность древесины  влияют также гниль, сучки, трещины, косослой и другие повреждения. Самым опасным пороком является гниль, возникающая поражения древесины грибками. Загнившая древесина покрывается мелкими трещинами, становится трухлявой и распадается от легкого удара. Наиболее интенсивное гниение происходит при температуре 20—35°С и влажности 25-30%.

Для защиты от гниения  древесину пропитывают маслянистыми и минеральными антисептиками. Лучше всего поддается пропитке сосна; наружные слои лиственницы и ели пропитываются антисептиками очень плохо. В качестве маслянистых антисептиков обычно применяют чистое креозотовое масло или креозотовое масло в смеси с мазутом, который служит растворителем. Недостатками маслянистых антисептиков являются их вредное воздействие на кожу и слизистые оболочки человека, а также горючесть. Маслянистыми антисептиками пропитывают готовые элементы деревянных опор на заводе.

При сборке опор на трассе все  места, подвергавшиеся обработке, дополнительно покрывают более безопасными минеральными антисептиками: фтористым натрием, динитрофенолом, уралитом, которые разводят в воде. В ряде зарубежных стран (США, Канаде) для пропитки древесины широко применяется раствор пентахлорфенола в мазуте или керосине. Разрабатываются и испытываются и другие синтетические материалы, служащие одновременно для антисептирования и защиты древесины от возгорания.

Средний срок службы непропитанной  древесины составляет примерно пять лет. Пропитка столбов маслянистыми антисептиками увеличивает этот срок до 15—25 лет. Поэтому для опор ВЛ разрешается применять только пропитанные заводским способом сосновые и еловые бревна, а в исключительных случаях — непропитанную лиственницу воздушной сушки, имеющую влажность не более 25%. Опоры временных ВЛ (например, для электроснабжения строительных площадок, земснарядов и др.) также могут быть изготовлены из непропитанных столбов. Во всех случаях диаметр бревен в верхнем отрубе основных элементов опор (стоек, пасынков и траверс) должен быть для ВЛ 1, 6 —35, 110 кВ и выше соответственно не менее 14, 16 и 18 см. Диаметр столбов для вспомогательных элементов для ВЛ до 1 кВ должен быть не менее 12 см, а для ВЛ выше 1 кВ — не менее 14 см.

Недостатком деревянных опор является их относительно легкая возгораемость, причиной которой могут быть пожары, удары молнии и токи утечки, возникающие при загрязнении или пробое изоляторов. Для защиты от низовых пожаров расчищают от травы и кустарника площадку радиусом 2 м вокруг каждой опоры или окапывают ее противопожарной канавкой глубиной 0,4 м и шириной 0,6 м. Токи утечки обычно вызывают возгорание опоры в местах крепления изоляторов к траверсе или сочленения деревянных деталей. Хорошая затяжка болтов и плотное прилегание металлических деталей к древесине обеспечивают уменьшение электрического сопротивления и снижение токов утечки до безопасных значений.

 

Самонесущие изолированные  провода

Существует 3 основные конструкции  СИП:

1. СИП с-4 - без нулевой несущей жилы из термоупрочненного сплава, представляет собой скрученные в жгут основные токопроводящие и нулевая жилы, покрытые изоляцией из светостабилизированного силаносшитого полиэтилена;
2. СИП 2А - вокруг изолированной нулевой несущей жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава ABE высокой прочности. Изоляция выполнена из светостабилизированного силаносшитого полиэтилена;
3. СИП 2 - вокруг неизолированной несущей нулевой жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава ABE высокой прочности. Изоляция выполнена из светостабилизированного силаносшитого полиэтилена.

Конструкция СИП 2А является самой распространенной в России, поскольку она надежнее в эксплуатации, так как всю механическую нагрузку несет на себе изолированная несущая  нулевая жила, а токопроводящие алюминиевые  жилы не подвергаются механическим нагрузкам.

СИП предназначен для сооружения линий до 1 кВ с подвеской проводов на опорах ВЛ, фасадах зданий и сооружениях. Его рекомендуется использовать во всех климатических районах по ветровой и гололедной нагрузке при  температуре окружающей среды в  диапазоне температур окружающего  воздуха -60...+60° С. Также СИП используется также при сооружении ВЛ с совместной подвеской проводов ВЛ 6...10 кВ, освещения  и линий проводной связи.

Преимущества СИП:

• строительство ВЛИ без специальной подготовки территории (трассы), отсутствие необходимости в вырубке просеки перед монтажом;
• простота конструктивного исполнения опор (отсутствие траверс и изоляторов);
• применение для ВЛИ серийно выпускаемых стоек, отвечающих требованиям по механической прочности для соответствующих климатических условий;
• применение на ВЛИ стоек меньшей высоты, а также уменьшения безопасных расстояний до зданий и других инженерных сооружений;
• увеличение длины пролета до 60м.;
• отсутствие коротких замыканий (КЗ) между нулевой несущей и токопроводящими жилами;
• повышение надежности в зонах интенсивного образования гололеда и налипания мокрого снега;
• безопасная работа вблизи ВЛИ до 1 кВ;
• возможность проводить техническое обслуживание и ремонт ВЛИ под напряжением, без отключения потребителей;
• возможность прокладки СИП по фасадам зданий, что может исключить установку части опор;
• простота монтажных работ и, соответственно, уменьшение сроков строительства;
• сокращение объемов и времени аварийно-восстановительных работ;
• резкое снижение (более 80%) эксплуатационных затрат по сравнению с традиционными ВЛН. Это обусловливается высокой надежностью и бесперебойностью электроснабжения потребителей;
• высокая механическая прочность жил и, соответственно, меньшая вероятность их обрыва;
• использование СИП на ВЛИ снижает вероятность хищения электроэнергии, так как изолированные, скрученные между собой жилы исключают самовольное подключение к линии путем выполнения наброса на провода;
• значительное снижение случаев вандализма и воровства.

 

Трансформатор масляный герметичный

Трансформаторы изготавливаются  в герметичном исполнении с полным заполнением маслом, без расширителя  и без воздушной подушки. Вместо расширителя применены гофрированные  баки, которые обеспечивают необходимую  поверхность охлаждения без применения съёмных охладителей. Расчётный  срок службы трансформатора - 25 лет

Преимущества ТМГ:

• контакт масла с окружающей средой полностью отсутствует, что исключает увлажнение, окисление и шламообразование масла;
• перед заливкой масло дегазируется, заливка его в бак производится при глубоком вакууме, что намного увеличивает электрическую прочность изоляции трансформатора;
• масло в трансформаторах ТМГ (в отличие от трансформаторов типа ТМ и ТМЗ) не меняет своих свойств в течение всего срока службы трансформатора, что исключает проведение испытаний масла трансформатора как при его хранении, так при вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации;
• не требуется проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов в течение всего срока эксплуатации трансформатора. Суммарные расходы на выполнение этих работ в течение срока эксплуатации трансформаторов, в зависимости от мощности, могут достигать от 40 до 63 % его полной стоимости.

 

1.3.3 Расчеты нормальных режимов сетей 0,4 кВ после реконструкции

 

Расчет нормального режима Ф- «Заречная»

Предлагается:

1. установить новую ТП мачтового типа с трансформаторами ТМГ-40 в узле 27;
2. подвести к новой ТП ВЛ проводом марки СИП-3 с сечением 3х50 с общей протяженностью 1,1 км;
3. демонтировать участки  линии 0,4 кВ 1-2, 32-34 общая длина которых составит 280 м;
4. полностью заменить провода марки А-25  на СИП-2А, общая протяженность новой линии 1639 м.

После реконструкции расчет нормального режима показал, что

• потери мощности 2,589 кВт, или 3,71%;
• напряжение в самом удаленном узле соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима Ф- «Почта»

Предлагается:

1. установить новую ТП мачтового типа с трансформаторами ТМГ-63 в узел 10;
2. подвести к новой ТП ВЛ проводом марки СИП-3 с сечением 3х50 с общей протяженностью 865 м;
3. демонтировать участки  линии 0,4 кВ 1-2, общая длина которых составит 130 м;
4. полностью заменить провода марки АС-25  на СИП-2А, общая протяженность новой линии – 1190 м.