CC BY
14Условие к термической стойкости к токам короткого замыкания в соответствии с правилами устройства электроустановок провода воздушных линий напряжением выше 1 кВ не проверяются.
Можно сделать вывод, что при реконструкции воздушных линий 0,4 и 10 кВ эффективной будет замена оборудования АС 10 и АС 30 на СИП при сооружении воздушных изолированных линий. После выбора площади сечения самонесущих изолированных проводов воздушной линии 10 кВ, проверки площади выбранного сечения по допустимой потере напряжения и проверки площади выбранного сечения по длительно допустимым токам можно сказать, что метод для повышения надежности за счет использования нового оборудования оказался эффективным.
Список литературы
1. Министерство энергетики Российской Федерации. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп. // М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. 608 с.: ил.
2. Министерство образования и науки Российской Федерации. Методические указания по проектированию для студентов специальности 100400 -Электроснабжение // Мар. гос. ун-т; сост. И.В. Максимова. Йошкар-Ола, 2007. 74 с.
3. Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г. Оценка экономического ущерба от несимметрии и несинусоидальности напряжений в промышленных системах электроснабжения. Техническая электродинамика, 1980. № 1. С. 33-37.
4. Лещинская Т.Б., Суворов М.Н. Эффективность применения автономного источника электроснабжения в отдаленных газифицированных населенных пунктах. // М.: МИЭЭ, 2019. 178 с.
5. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. // М.: Агропромиздат, 1990. 496 с.
6. Лещинская Т.Б., Наумов И.В. Электроснабжение сельского хозяйства: Учебник для вузов. / М.: Бибком, 2015. 655 с.
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УДАЛЕННЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ Чернов О.И.1, Елисеева Е.А.2
1Чернов Олег Игоревич - бакалавр, кафедра электроэнергетических систем, Институт электроэнергетики Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт; 2Елисеева Елизавета Алексеевна - магистрант, кафедра систем обработки информации и управления, Московский государственный университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Аннотация: в статье проведен анализ состояния существующих электрических сетей 0,4 и 10 кВ и обоснована необходимость реконструкции воздушных линий. Ключевые слова: схема электроснабжения, надежность электроснабжения, время перерыва электроснабжения.
Все потребители в соответствии с ПУЭ разделены на три категории надежности. Для потребителей с малой плотностью нагрузки (как правило, сельскохозяйственные
27
предприятия) утвержден перечень потребителей первой и второй категории. Для второй категории не более 0,5 часа, но также имеются потребители, выдерживающие 4 часа перерыва и от 4 до 10 ч.
В соответствии с нормами надежности максимальное время перерывов электроснабжения в год для потребителей второй категории, не допускающих перерывы более 0,5 ч равно 1,25 ч/год и для потребителей, выдерживающих перерыв до 4 ч равно 9,2 ч/год.
Оценки фактического уровня надежности существующих СЭС 0,4-110 кВ время перерывов электроснабжения за год из-за вероятных отказов элементов схемы следует сравнить с нормой (Т = 1,25 ч/год и Тн = 9,2 ч/год).
В качестве примера приведем данные о пределах изменения частоты отказов га средней длительности аварийных отключения , произведения частоты плановых отключений X на среднюю длительность плановых отключений t для некоторых элементов СЭС [3].
Таблица 1. Данные о пределах изменения частоты отказов й), средней длительности
аварийных отключений Т, произведения частоты плановых отключений X на среднюю длительность плановых отключений
Элемент схемы го, отказ/год Т , ч/отказ X1 , ч/год
ВЛ 110кВ (на 100км) 0,5...5 10.14 40.120
Выключатель 110 кВ 0,015...0,05 23.50 30.35
Разъединитель 110 кВ 0,0001.0,015 2.4 2.8
Трансформатор 110/10 кВ 0,05.0,03 90.200 25.30
Выключатель 10 кВ 0,004.0,25 1,5.10 2,4.18
Разъединитель 10 кВ 0,0001.0,075 1,5.4 2.8
Кабель 10 кВ (на 100км) 0,5.5 12.40 0.8
ВЛ 10кВ (на 100 км) 2.2,5 4,8.12 0.34
Трансформатор 10/0,4 кВ 0,0015.0,12 10.100 5.15
Предохранитель 10 кВ 0,02.0,25 2 0
Таблица 2. Частота отказов ЛЭП
Элемент схемы го, отказ/год Т , ч/отказ X, отказ/год 1 , ч/отказ
ВЛ 0,4 кВ 25 1,7 0,17 -
ВЛ 6 - 10 кВ 7,64 5 0,17 -
ВЛ 35 кВ 0,72 10 1,2 15
ВЛ 110 кВ 0,66 11 1,6 15,5
В таблицах 1 и 2 га - на 100 км, X и 1 - на одну линию, материал опор -железобетон для ВЛ 35 и ВЛ 110 кВ.
В качестве показателей надежности элементов сети могут быть приняты удельные продолжительности отключения, полученные в результате статистической обработки для СЭС 0,4 - 110 кВ сельских районов.
Элемент схемы а, ч/(км-год)
ВЛ 110 кВ 0,4
ВЛ 110 кВ 0,16
ВЛ 35 кВ 0,7
ВЛ 35 кВ 0,28
ВЛ 10 кВ 0,9
Элемент схемы а, ч/(км год)
ВЛ 0,4 кВ 1,3
Трансформатор подстанции Т = 12 ч/год
С помощью удельной повреждаемости можно определить число часов перерыва электроснабжения у потребителей, например, для СЭС 110/0,4 кВ.
тэп = твл 1 1 о + Т1 1 о/ 1 о + твл 1 о + Т1 о / о,4 + твл о,4 ,
где ТЭП - время перерыва в электроснабжении электроприемника за год, ч; ТВЛ11о,ТВЛ 1 о, ТВЛо 4 - время перерыва электроснабжения за год из-за вероятных
отказов ВЛ 110 кВ, ВЛ 10 кВ, ВЛ 0,4 кВ, ч; Т
110/10- 110/0,4
время перерыва
электроснабжения за год из-за вероятных отказов подстанции 110/10 кВ, 10/0,4 кВ.
Проведем расчет времени перерыва электроснабжения у электроприемника по данным среднестатистических отказов последних лет.
Рис. 1. Схема электроснабжения 110/10/0,4 кВ с одной питающей ВЛ 110 кВ и одном трансформатором на РТП110/10 кВ
Т =
1 эп
+ Т
сбш. 1 1 О
+ т
I 1 т
тр. 11 О / 1 О
+ Твы
+ Тс
сб.ш. 1 О
+ + ТВЛ1 О + Т1
10/0,4
+
ТВЛо,4где Твыкл1 1о, Твыкл1 о- время перерыва в электроснабжении из-за вероятных отказов выключателей 110 и 10 кВ; Тсбш. о, Тсбш. о - время перерыва в электроснабжении из-за вероятных отказов сборных шин 110 и 10 кВ. Материал опор - железобетон.
Тэп = а ' ^ 1 1 о + Т1 1 о/ 1 о + а ' Ттр. 1 1 о/ 1 о + Т1 о / о,4 + йо,4 ' ^ о,4 =
= 0,4 -6 5 + 1 2 + 0, 9 ■ 3 3 + 1 2 + 1 , 3 ■ 0,5 5 = 80,4 ч.
Рассмотрим другой вариант схемы электроснабжения. Две ВЛ 110 кВ, РТП 110/10 кВ с двумя трансформаторами. Параметры схемы: длина ВЛ 110 кВ - 65 км, длина ВЛ 10 кВ - 33 км, длина ВЛ 0,4 кВ - 0,55 км.
ел 35 I®
Рис. 2. Схема электроснабжения 110/10/0,4 кВ с одной питающей и одном трансформатором
на РТП110/10 кВ
Время перерыва в электроснабжении электроприемников за год для рисунка 2:
ТЭП = а ' 1 1 1 0 + Т1 1 0/ 1 0 + а1 0 ' Ттр. 1 1 0/ 1 О + а0,4 ' Т10/0,4 + а0,4 ' ^ 0 .4 = = 4 0 + 0 +
0.9-3 3 + 12 + 1,3-0,5 5 = 42,4 чНорма надежности для потребителей второй категории не обеспечивается. Следовательно, недостаточно изменить схему питающей сети. При расчетах следует учитывать установку секционирующих выключателей в ВЛ 10 кВ и пунктов автоматического включения резервного питания.
Время перерыва в электроснабжении при установке N секционирующих выключателей (СВ) снизится, и его можно определить по формуле:
1 ^ = а10 1 2 - (л,+ц .
При установке одного СВ и ВЛ 10 кВ время перерыва электроснабжения из-за вероятных отказов ВЛ 10 кВ станет, как видно из формулы от времени без СВ. Таким образом, время перерыва электроснабжения электроприемников за год для схемы на рисунке 2 станет равным:
ЭП ч
Полученное значение так же превысило норму ( ЭП ч).
Расчет показал, что норма надежности для потребителей второй категории не обеспечивается даже при установке секционирующих аппаратов в ВЛ 110 кВ.
Второй вариант расчета по данным отказа элементов за последние годы можно оценивать как более точный по сравнению с применением удельной повреждаемости.
Из анализа современных электрических сетей становится можно сказать, что достаточный уровень надежности не обеспечивается. И даже изменение схемы снабжения не соответствует нормам надежности максимального времени перерыва электроснабжения в год.
Список литературы
1. Министерство энергетики Российской Федерации. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп. // М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. 608 с.: ил.
2. Министерство образования и науки Российской Федерации. Методические указания по проектированию для студентов специальности 100400 -Электроснабжение // Мар. гос. ун-т; сост. И.В. Максимова. Йошкар-Ола, 2007. 74 с.
3. Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г. Оценка экономического ущерба от несимметрии и несинусоидальности напряжений в промышленных системах электроснабжения. Техническая электродинамика, 1980. № 1. С. 33-37.
4. Лещинская Т.Б., Суворов М.Н. Эффективность применения автономного источника электроснабжения в отдаленных газифицированных населенных пунктах. // М.: МИЭЭ, 2019. 178 с.
5. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. // М.: Агропромиздат, 1990. 496 с.
6. Лещинская Т.Б., Наумов И.В. Электроснабжение сельского хозяйства: Учебник для вузов. / М.: Бибком, 2015. 655 с.
МЕХАНИЗМ «МАНИПУЛЯТОР» Ланшаков И.О.
Ланшаков Илья Олегович - студент, кафедра технологии машиностроения, механико-технологический факультет, Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск
Аннотация: в этой статье рассматривается плоский рычажный механизм, в дальнейшем "Манипулятор ", который может быть использован в промышленности, машиностроении, медицине, строительстве и т.д.
Приобретенные теоретические знания были применены на этапе прототипирования плоского рычажного механизма зажима. Целью стало - создать механизм с крутящим моментом Т= 0 , 1 6 Н' м, силой сжатия захватов Рсж = 3 , 4 Н, что соответствует подъёму груза массой т = 0, 3 4 кг. В условиях ограниченности материалов, инструментов и оборудования была создана рабочая модель механизма, прошедшая первичные испытания.
Перспективы применения механизма:
Данный механизм был создан в целях применения разработки в промышленности и производстве. Используя концепцию и устройство "Манипулятора", можно применять данный механизм при транспортировке, захвате различных объектов. Также можно переносить различные опасные для жизни и здоровья человека вещества и материалы. Например: сильнодействующие ядовитые, взрывоопасные, аварийно-химически опасные вещества, радиоактивные изотопы и т.д.
Видна перспектива применения этого механизма в сфере служб спасения. С помощью "Манипулятора" можно расчищать и ликвидировать последствия стихийных бедствий, что упростит человеческий труд и ускорит процесс восстановления разрушенной инфраструктуры.
Возможно, созданный механизм не заменит полноценные и функционирующие руки человека, но он может стать их надёжной и эффективной альтернативой и продолжением.
Вполне вероятно, что этот механизм найдет широкое применение в робототехнике. "Манипулятором" можно оснастить машины, управляемые как сами человеком, так и искусственным интеллектом. Это могут быть роботы, используемые в горнодобывающей промышленности, научно-исследовательской сфере: подводные поиски полезных ископаемых, исследование поверхностей различных планет - те
