Научная статья на тему 'Подключение ответственных сельскохозяйственных потребителей к резервной электростанции'

Подключение ответственных сельскохозяйственных потребителей к резервной электростанции Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
322
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОТВЕТСТВЕННЫЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ / ДИЗЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ / РЕЗЕРВНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ / ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ / ESSENTIAL CONSUMER / DIESEL-RUN POWER PLANT / EMERGENCY POWER SOURCE / INCREASE IN POWER SUPPLY RELIABILITY

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Фомин И.Н., Беликов Р.П., Михайлова Ю.Л.

Современное высокомеханизированное и электрифицированное сельское хозяйство предъявляет повышенные требования к надежности и бесперебойности электроснабжения. Недоотпуск электроэнергии, перерывы в электроснабжении предприятий агропромышленного комплекса влекут за собой как прямой экономический ущерб, связанный с его восстановлением, так и технологический, обусловленный порчей сельхозпродукции. Электроснабжающие организации при этом также терпят убытки из-за неоплаты недоотпущенной электроэнергии. В комплексе мероприятий, направленных на повышение надёжности электроснабжения, важное место принадлежит разработке и совершенствованию средств, позволяющих осуществить быстрое и беспроблемное подключение сельскохозяйственных потребителей к резервным источникам электроснабжения. Наряду с подстанционным и сетевым резервированием, особо следовало бы выделить местное резервирование с помощью автономных резервных источников питания. В статье рассматривается способ, позволяющий выделять ответственных потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные не подключаются). В качестве информативного сигнала на подключение ответственных потребителей при запуске резервной электростанции используется поочередность пофазной подачи напряжения в сеть. Сначала подается напряжение одной определенной фазы, а затем с выдержкой времени, напряжение двух других фаз. Данная последовательность подачи напряжения служит признаком для выделения ответственных потребителей из общего числа потребителей при подключении их к резервной электростанции. Тем самым обеспечивая бесперебойное энергоснабжение ответственных сельскохозяйственных потребителей при перерывах в системах централизованного электроснабжения. Реализация предложенного способа в схемах управления современных автоматизированных дизельных резервных электростанций позволит повышается надежность электроснабжения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONNECTION OF ESSENTIAL AGRICULTURAL CONSUMERS TO THE EMERGENCY POWER PLANT

Modern highly mechanized and electrified agriculture imposes increased requirements to the reliability and uninterrupted electric power supply. Insufficient supply of the electric power, power supply interruptions of the enterprises of agro-industrial complex lead both to the direct economic loss connected with its restoration and technological loss caused by the damage of agricultural products. Energy supplying organizations at the same time suffer losses because of a non-payment of the unserved energy. In the complex of the actions aimed at the increase in reliability of power supply an important place belongs to the development and improvement of the means allowing to carry out fast and trouble-free connection of agricultural consumers to emergency power sources. Along with substation and network reservation, it would be necessary to mention local reservation by means of independent emergency power sources. The way allowing to determine essential consumers while connecting them to the stand-by power plant (essential consumers are connected to the power from the stand-by power plant and non-essential ones aren't connected) is considered in the article. An informative signal for the connection of essential consumers by the start of the stand-by power plant the alternate of segregated power supply in network is used. At first the voltage of one certain phase is connected, and then the voltage moves to two other phases. This sequence of power supply allows to define essential consumers from the total number of consumers while connecting them to the stand-by power plant. Thereby an uninterrupted power supply of essential agricultural consumers by power supply interruption in the systems of the centralized power supply is provided. The realization of the proposed way in schemes of management of the modern automated diesel-run power plants will allow to increase reliability of power supply.

Текст научной работы на тему «Подключение ответственных сельскохозяйственных потребителей к резервной электростанции»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК / UDC 621.311.1:621.3-052(470.319-22)

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ОТВЕТСТВЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ К РЕЗЕРВНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

CONNECTION OF ESSENTIAL AGRICULTURAL CONSUMERS TO THE

EMERGENCY POWER PLANT

Фомин И.H.*, старший преподаватель Fomin I.N., Senior Teacher Беликов Р.П., кандидат технических наук, доцент Belikov R.P., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Михайлова Ю.Л., кандидат филологических наук, доцент Mikhailova Yu.L., Candidate of Philological Sciences, Associate Professor ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет

имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia

*E-mail: finigor@rambler.ru

Современное высокомеханизированное и электрифицированное сельское хозяйство предъявляет повышенные требования к надежности и бесперебойности электроснабжения. Недоотпуск электроэнергии, перерывы в электроснабжении предприятий агропромышленного комплекса влекут за собой как прямой экономический ущерб, связанный с его восстановлением, так и технологический, обусловленный порчей сельхозпродукции. Электроснабжающие организации при этом также терпят убытки из-за неоплаты недоотпущенной электроэнергии. В комплексе мероприятий, направленных на повышение надёжности электроснабжения, важное место принадлежит разработке и совершенствованию средств, позволяющих осуществить быстрое и беспроблемное подключение сельскохозяйственных потребителей к резервным источникам электроснабжения. Наряду с подстанционным и сетевым резервированием, особо следовало бы выделить местное резервирование с помощью автономных резервных источников питания. В статье рассматривается способ, позволяющий выделять ответственных потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные - не подключаются). В качестве информативного сигнала на подключение ответственных потребителей при запуске резервной электростанции используется поочередность пофазной подачи напряжения в сеть. Сначала подается напряжение одной определенной фазы, а затем с выдержкой времени, напряжение двух других фаз. Данная последовательность подачи напряжения служит признаком для выделения ответственных потребителей из общего числа потребителей при подключении их к резервной электростанции. Тем самым обеспечивая бесперебойное энергоснабжение ответственных сельскохозяйственных потребителей при перерывах в системах централизованного электроснабжения. Реализация предложенного способа в схемах управления современных автоматизированных дизельных резервных электростанций позволит повышается надежность электроснабжения.

Ключевые слова: ответственный потребитель, дизельная электростанция, резервный источник питания, повышение надежности электроснабжения.

Modern highly mechanized and electrified agriculture imposes increased requirements to the reliability and uninterrupted electric power supply. Insufficient supply of the electric power, power supply interruptions of the enterprises of agro-industrial complex lead both to the direct economic loss connected with its restoration and technological loss caused by the damage of agricultural products. Energy supplying organizations at the same time suffer losses because of a non-payment of the unserved energy. In the complex of the actions aimed at the increase in reliability of power supply an important place belongs to the development and improvement of the means allowing to carry out fast and trouble-free connection of agricultural consumers to emergency power sources. Along with substation and network reservation, it would be necessary to mention local reservation by means of independent emergency power sources. The way allowing to determine essential consumers while connecting them to the stand-by power plant (essential consumers are connected to the power from the stand-by power plant and non-essential ones aren't connected) is considered in the article. An informative signal for the connection of essential consumers by the start of the stand-by power plant the alternate of segregated power supply in network is used. At first the voltage of one certain phase is connected, and then the voltage moves to two other phases. This sequence of power supply allows to define essential consumers from the total number of consumers while connecting them to the stand-by power plant. Thereby an uninterrupted power supply of essential agricultural consumers by power supply interruption in the systems of the centralized power supply is provided. The realization of the proposed way in schemes of management of the modern automated diesel-run power plants will allow to increase reliability of power supply.

Key words: essential consumer, diesel-run power plant, emergency power source, increase in power supply reliability.

Введение. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства связано с бесперебойным электроснабжением сельскохозяйственных потребителей. Осуществление этой задачи предъявляет повышенные требования к надежности электроснабжения, уровень которого в настоящее время остаётся низким. Данные аварийной статистики свидетельствуют о том, что 70-80% всех перерывов в электроснабжении сельскохозяйственный потребителей происходит из-за повреждений в сетях 6-10 кВ [1, 2]. При этом 90% этих повреждений приходится на воздушные линии [3, 4].

Целью исследования является разработка способа подключения ответственных сельскохозяйственных потребителей используя поочередность пофазной подачи напряжения в сеть.

Результаты и обсуждение. Одним из способов повышения надежности электроснабжения является использование резервных источников питания в системах электроснабжения агропромышленного комплекса. Актуальность резервирования особенно возрастает в настоящее время в связи с серьезными количественными и качественными изменениями сельскохозяйственных потребителей электроэнергии [5, 6].

Известным способом резервирования является использование дизельных электростанций (или других автономных электростанций), производство которых хорошо освоено отечественными производителями [7, 8]. Вопрос применения этих станций достаточно хорошо изучен и необходимость их использования неоспоримо доказана многими авторами и подтверждена практикой [9, 10]. Сегодня в основном используются традиционные способы резервного электроснабжения:

- ДЭС устанавливается у каждого ответственного потребителя;

- одна ДЭС устанавливается для питания всех потребителей хозяйства

Новый способ подключения ответственных потребителей к резервной электростанции позволяет в случае исчезновения централизованного электроснабжения оставить подключенными к ДЭС только ответственных потребителей.

Согласно предлагаемого способа в качестве информативного сигнала на подключение ответственных потребителей при запуске резервной электростанции используется поочередность пофазной подачи напряжения в сеть [12]. Сначала подается напряжение одной определенной фазы, а затем с выдержкой времени, напряжение двух других фаз. Данная последовательность подачи напряжения служит признаком для выделения ответственных потребителей из общего числа потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные - не подключаются) [13].

На рис. 1 представлена структурная схема, содержащая элементы для реализации способа. Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис. 1, при исчезновении централизованного питания представлены на рис. 2.

Рисунок 1 - Структурная схема способа подключения ответственных потребителей к резервной электростанции: 1, 4 - элемент И; 2 - датчик номинального напряжения (ДНН); 3 - датчик положения вводного выключателя шин (ДПВ); 5 - резервная электростанция; 6 - формирователь управляющего сигнала (ФУС); 7 - выключатель резервного питания Q4; 8 - линия основного источника питания; 9 - линия резервного источника питания; 10 - силовой трансформатор основного источника питания (ИП1); 11 - силовой трансформатор резервного источника питания (ИП2); 12 - вводной выключатель секции шин основного источника питания Q1; 13 - секционный выключатель Qз; 14 - вводной выключатель секции шин резервного источника питания Q2; 15 - устройство выделения ответственных потребителей (УВОП); 16 - ответственный потребитель; 17 - неответственный потребитель

18 №

191А-

20 И*

21 а^

22 И1

23 ДНН

24 ЛПВ

25 И2

26 РЭС

27 ФУС

28 Д> а1

29 Ц.

ли

32 УВОП

34

Рисунок 2 - Диаграммы на выходах элементов при исчезновении централизованного питания: 18, 19, 20 - на выходе элементов 10, 11; 21 - на выходе элементов 12, 14; 22 - на выходе элемента 1; 23 - на выходе элемента

2; 24 - на выходе элемента 3; 25 - на выходе элемента 4; 26 - на выходе элемента 5; 27 - на выходе элемента 6; 28 - на выходе элементов 7, 13; 29, 30,

31 - на входе элемента 15; 32 - на выходе элемента 15; 33 - на входе элемента 16; 34 - на входе элемента 17

Предлагаемый способ работает следующим образом.

В нормальном режиме секционный выключатель Оз и выключатель резервного питания О4 отключены. Вводные выключатели секции шин О1 и О2 включены и питание от основного (ИП1) и резервного (ИП2) источников по линиям 8 и 9 через ТП 10/0,4 кВ и элемент 15 подается всем без исключения потребителям.

При исчезновении питания от основного и резервного источников 9 (рис. 2 диаграммы 18, 19, 20) сработает элемент И 1 (рис. 2 диаграмма 22) и датчик контроля напряжения (ДНН) подаст сигнал об исчезновении номинального напряжения на один из входов элемента И 2 (рис. 2 диаграмма 23). Автоматически отключатся вводные выключатели секции шин О1 и О2 линий 8 и 9. Датчик положения вводного выключателя секции шин срабатывает и на его выходе появляется сигнал (рис. 2. диаграмма 24) поступающий на второй вход И2. Присутствие сигналов на всех входах элемента И 2 приведет к появлению сигнала

на его выходе (рис 2 диаграмма 25). От этого сигнала происходит запуск резервной электростанции 5 (рис. 2 диаграмма 26). Устройством АВР включится подстанционный секционный выключатель Оэ. После запуска резервной электростанции подается сигнал на формирователь управляющего сигнала 6. Потребителям через выключатель резервного питания О4 подается напряжение одной определенной фазы, например, фазы А, а затем с заданной выдержкой времени А - напряжение двух других фаз (рис. 2. диаграммы 29, 30, 31).

Через секцию шин 0,4 кВ ИП 1, подстанционный секционирующий выключатель О3, секцию шин ИП 2 напряжение поступает к устройствам выделения ответственных потребителей (УВОП) 15. При появлении определенной последовательности напряжения на входах УВОП они срабатывают (рис. 2 диаграмма 32) и подключают только ответственных потребителей к резервной электростанции (рис. 2 диаграмма 33).

Неответственные потребители к резервной электростанции не подключаются (рис. 2 диаграмма 34).

При восстановлении питания, например, в линии от основного источника питания исчезает сигнал с датчика номинального напряжения линии. Резервная электростанция отключается. Формирователь управляющего сигнала 6 отключает выключатель О4. Отключается секционный выключатель Оэ и включаются вводные выключатели шин О1 и О2. На шинах всех трансформаторных подстанций (рис. 2 диаграммы 18, 19, 20) после бестоковой паузы при восстановления централизованного питания появляется одновременно напряжение всех фаз. Устройство выделения ответственных потребителей 9 (рис. 2 диаграмма 32) не срабатывает и питание получают все без исключения ответственные 16 и неответственные потребители 17 (рис. 2 диаграммы 33, 34).

Выводы. Таким образом, предлагаемый способ позволяет выделять ответственных потребителей при подключении их к резервной электростанции (ответственные потребители подключаются к питанию от резервной электростанции, не ответственные - не подключаются). Тем самым повышается надежность электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Астахов С.М., Беликов Р.П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования распределительных сетей в агропромышленном комплексе // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2011. Т. 29. № 2. С. 106-108.

2. Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль успешного автоматического повторного включения секционирующих выключателей в линии кольцевой сети // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2010. Т. 22. № 1. С. 23-25.

3. Суров Л. Д., Фомин И.Н. Контроль неуспешного автоматического повторного включения секционирующего выключателя // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2009. № 6. С. 46-48.

4. Глыбина Ю.Н., Беликов Р.П., Фомин И.Н. Анализ видов и количества повреждений в электрических сетях класса напряжения 6-10кВ // Агротехника и энергообеспечение. 2017. № 3 (16). С. 43-49.

5. Фомин И.Н., Беликов Р.П. Алгоритм дистанционного контроля головного выключателя линии электропередачи // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2016. № 4(61). С. 72-77.

6. Фомин И.Н., Беликов Р.П. Запрет включения АВР выключателя в кольцевой сети // Вестник аграрной науки. 2017. № 4 (67). С. 93-99.

7. Березко В.А., Фомин И.Н. Подключение ответственных потребителей к резервной электростанции // Физика и современные технологии в АПК: материалы IX международной молодежной научно-практической конференции. Орёл: Изд-во Орловский ГАУ, 2017. С. 223-226.

8. Суров Л. Д., Фомин И.Н. Оптимизация систем резервирования с помощью дизельных электростанций в схемах электроснабжения АПК // Энерго- и ресурсосбережение - XXI век: материалы ii-ой Международной научно-практической интернет-конференции. Орел: ООО «Издательский дом «ОРЛИК» и К», 2004.

9. Фомин И.Н. Оптимизация использования дизельных электростанций в качестве резервных источников питания сельскохозяйственных потребителей // Сборник докладов молодых ученых факультета агротехники и энергообеспечения 2003-2004 гг. Орел: Издательство ОрелГАУ, 2005. С. 18-20.

10. Суров Л.Д., Фомин И.Н. Разгрузка дизельной электростанции путем выделения ответственных потребителей // Электроэнергетика, энергосберегающие технологии: сборник докладов всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика и энергосберегающие технологии». Липецк: ЛГТУ, Ч.1, 2004. С. 108-110.

11. Мальцева А.П., Фомин И.Н. Способ обеспечения надежного электроснабжения сельскохозяйственных ответственных потребителей // Физика и современные технологии в АПК: материалы международной молодежной научно-практической конференции. Орел. 2016. С. 274-278.

12. Пат. 2282926 РФ, МПК Н02 J 9/06. Способ подключения потребителей к резервной электростанции / Васильев В.Г., Суров Л.Д., Фомин И.Н.; патентообладатель ФГОУ ВПО Орловский Государственный Аграрный Университет. №2005116436/09; заявл. 30.05.2005; опубл. 27.08.2006, Бюл. № 24. 5 с.

13. Пат. 2253934 РФ, МПК Н02 J 9/06. Способ подключения ответственных потребителей к резервной электростанции / Васильев В.Г., Суров Л.Д., Фомин И.Н., Виноградов A.B., Зелюкин В.И.; патентообладатель Орловский государственный аграрный университет. №2004106206/09; заявл. 02.03.2004; опубл. 10.06.2005, Бюл. № 16. 5 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.