Проведение организационно-технических мероприятий.
Для повышения надежности работы сельских электрических сетей в первую очередь проводят организационно-технические мероприятия, которые не требуют дополнительных капиталовложений. Эти мероприятия связаны в основном с рациональными формами эксплуатации и обслуживания сельских электрических сетей. К ним можно отнести создание на эксплуатационных участках и в районах электрических сетей необходимых аварийных запасов материалов и оборудования, позволяющих быстро ликвидировать повреждения на линиях и заменить вышедшее из строя оборудование.
Другим мероприятием является рациональная организация отыскания и ликвидации повреждений за счет применения специальной аппаратуры, телесигнализации и связи (в том числе радиосвязи), специализированного автотранспорта и широкой механизации работ по восстановлению аварийных участков линий.
Важным фактором в деле повышения надежности при работе сетей является правильная организация текущих и капитальных ремонтов, своевременное проведение профилактических испытаний (проверка опор на загнивание, проверка изоляторов, крепления проводов, стоек опор и приставок и др.). Особое внимание здесь следует уделять внедрению и правильному проведению ремонтов линий под напряжением и строгому соблюдению правил техники безопасности при проведении этих работ. Сюда же следует отнести повышение требований к обслуживающему персоналу, непрерывное повышение его квалификации, организацию учебы персонала, повышение требований к производственной дисциплине.
Следует особо подчеркнуть, что выполнение обслуживающим персоналом работ, связанных с ликвидацией аварий на линиях, необходимо вести в строгом соответствии с инструкциями и правилами техники безопасности. Электромонтеры должны периодически проходить соответствующий инструктаж — об опасности электрического тока и по оказанию первой помощи пострадавшим от электрического тока.
Технические мероприятия и средства повышения надежности работы электрических сетей.
В большинстве случаев проведения только организационных мероприятий недостаточно, чтобы повысить надежность работы электрических сетей. Наибольший эффект может быть достигнут при применении следующих технических мероприятий, проводимых в сетях:
сокращение радиусов распределительных линий электропередачи, присоединенных к одному источнику питания;
создание двустороннего питания магистральных линий от разных источников (сетевое резервирование);
секционирование и автоматическое повторное включение участков сети.
При сокращении радиусов действия сети вероятность повреждений и связанный с ними недоотпуск электроэнергии заметно снижаются.
Создание двустороннего питания участков сети, в частности магистральных линий резко повышает надежность электроснабжения, особенно потребителей, подключенных к участку, питание которых нарушилось. Это выполняют, соединяя два участка сети, работающих в нормальном режиме с раздельным питанием. Если какой-либо из источников питания отключается, то питание энергией поврежденного участка осуществляется от другого источника через точку соединения. В этой точке предусматривают установку масляного выключателя (или разъединительного пункта). В нормальном режиме работы сети выключатель отключен; он включается при исчезновении питания с одной стороны, выполняя роль автоматического ввода резерва (АВР). Трудность двустороннего питания заключается в том, что обе линии должны быть рассчитаны на передачу двойной нагрузки в аварийном режиме: потребителей, подключенных к «своей» линии, и потребителей, питающихся от линии, которая вышла из строя. Кроме того, в районах с большой разбросанностью потребителей по территории оно может оказаться неэкономичным.
Наиболее эффективно секционирование сетей в сочетании с аварийным повторным включением поврежденного участка (АПВ).
При автоматическом секционировании линию разбивают на участки, в начале которых устанавливают специальные аппараты, отключающие эти участки при повреждении. Тогда остальная, неповрежденная часть линии продолжает нормально работать. Секционирующие аппараты могут быть установлены последовательно в нескольких точках на магистральной части линии или параллельно на ответвлениях от магистрального участка. Оба эти случая показаны на рис. 159.
При последовательном секционировании (рис. 159, а) действие аппаратов должно быть согласовано во времени. Надежность электроснабжения при такой схеме повышается для всех потребителей, за исключением тех, которые установлены после последнего аппарата (С4). Наибольшая надежность будет у потребителей, расположенных на головном участке, до места установки первого аппарата (C1).
При параллельном секционировании (рис. 159, б) действие каждого секционирующего аппарата не зависит от другого и согласование их работы не требуется. При этой схеме надежность электроснабжения повышается для всех потребителей в одинаковой степени.
Установка секционирующих аппаратов облегчает также эксплуатацию сети, так как позволяет отключать отдельные ее участки для проведения осмотров и ремонтных работ.
Практика эксплуатации сельских электрических сетей показала, что большинство коротких замыканий в воздушных линиях происходит вследствие атмосферных (грозовых) перенапряжений, случайного схлестывания проводов, набросов и др. Такие повреждения очень быстро можно ликвидировать, если на некоторое время отключить линию и затем снова включить ее. Эту функцию выполняют аппараты аварийного повторного включения (АПВ). При возникновении аварии аппарат отключает линию и после небольшой (до 1 сек) выдержки времени вновь включает ее. Если в период паузы повреждение самоустранилось, то при повторном включении линия вновь работает нормально. Процент успешных однократных АПВ, когда линия остается в работе после первого повторного включения, достигает 60—80% от всех случаев аварийных отключений линии.
При применении двукратного АПВ выключатель включается автоматически дважды, он имеет две бестоковых паузы. Продолжительность второй паузы выбирается, как правило, намного больше первой, что значительно повышает эффективность повторного включения. Выключатель после вторичного включения отключится окончательно, если короткое замыкание будет устойчивым. Участок линии за выключателем в этом случае будет выведен из работы до отыскания и устранения повреждения.
Сочетание АПВ с секционированием сетей повышает надежность электроснабжения потребителей в несколько раз.
В качестве секционирующих аппаратов применяются сетевые масляные выключатели с приводом однократного или двукратного АПВ и автоматические отделители, срабатывающие в момент бестоковой паузы.
На рис. 160 показан трехфазный сетевой масляный выключатель типа ВМН-10 наружной установки. Провода линии 10 кВ подводятся к втулкам 1 проходных изоляторов 2, установленных на крышке 4 бака выключателя 6. Для отвода газов из бака служит выхлопная труба 3, а для контроля уровня масла в баке — маслоуказатель 5. Первичные токовые реле 7 укреплены на опорных изоляторах 8 шкафа привода выключателя 10. Соединительный вал выключателя от бака к приводу помещен в кожухе 9. Выключатель ВМН-10 обеспечивает однократное АПВ без автоматического завода. Более совершенный выключатель ВМНА-10 обеспечивает двукратное АПВ, он снабжен автоматическим заводом и рассчитан на номинальные токи 15 или 30 А при напряжении 10 кВ и номинальную мощность отключения 10 или 15 МВА. Время бестоковой паузы таких выключателей в первом цикле АПВ 0,25—0,35 с и 30 с во втором цикле АПВ.
Рис. 160 Сетевой масляный выключатель типа ВМН-10:
1— проходные втулки, 2 — проходные изоляторы, 3 — выхлопная груба, 4 — крышка бака, 5 маслоуказатель, 6 — бак, 7 — реле, 8 — опорные изоляторы, 9 — кожух вала привода, 10 — шкаф привода
В настоящее время для секционирования сельских сетей используют усовершенствованные масляные выключатели с двукратным АПВ типа ВС-10-32-0,8 и ВС-10-63-2,5 на напряжение 10 кВ, номинальные рабочие токи 32 и 63 А и номинальные токи отключения 0,8 и 2,5 кА соответственно.
Автоматические отделители отключают соответствующие участки линии при отсутствии напряжения — во время бестоковой паузы, создаваемой выключателем на головном участке линии до АПВ. Они представляют собой упрощенный высоковольтный секционирующий аппарат-разъединитель, снабженный автоматическим приводом. Отделители имеют первичные токовые реле прямого действия и счетчики импульсов (числа операций выключателя на головном участке, учитываемые для срабатывания отделителя).
На рис. 161 показан автоматический отделитель типа ОД-10С-100 на напряжение 10 кВ. На раме отделителя 2 закреплены разъединяющие ножи (типа двухколонкового разъединителя), привод которых осуществляется через вертикальные валы и муфту 3. Механизм автоматического привода заключен в шкафу 4. Токовые реле прямого действия 1 размещены на проходных изоляторах над приводом. Для ручного включения отделителя предусмотрена рукоятка 5.
Рис. 161. Автоматический отделитель типа ОД-10С для линий напряжением 10 кВ:
1 — реле прямого действия, 2 — отделитель, 3 — муфта, 4 — шкаф, 5 — рукоятка
Процесс секционирования линии с помощью отделителя происходит следующим образом. При возникновении короткого замыкания за секционирующим аппаратом без выдержки времени срабатывает головная защита линии и она отключается. Затем под действием устройства АПВ линия включается. Если короткое замыкание устранилось, линия остается в работе. При устойчивом коротком замыкании повторное включение оказывается неуспешным, и линия отключается вторично. В момент второго отключения линии головным выключателем отделитель, счетчик импульсов которого зафиксировал два импульса тока короткого замыкания, автоматически отключается, отделяя поврежденный участок линии, а неповрежденная часть линии остается в работе. Если же устойчивое короткое замыкание произошло до секционирующего аппарата, то линия после двукратного повторного включения отключается окончательно.
Система с автоматическими отделителями дает возможность установить на головном выключателе защиту без выдержки времени и не требует дополнительного аппарата (разъединителя), необходимого для создания видимого разрыва при отключении линии.
