АВТОМАТИЗАЦІЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ СПОЖИВАЧІВ

Під енергопостачанням розуміється надійне і безперебійне забезпечення сільських споживачів електричною енергією, газом, гарячими повітрям і водою, парою і холодом.

Без пристроїв і систем автоматики неможливо організувати економічне, надійне і безперебійне енергопостачання сільських споживачів.

Без автоматичних пристроїв захисту і блокування, керування і регулювання, виміру і сигналізації людина не в змозі швидко знайти й усунути пошкодження, а також керувати швидкопротікаючими технологічними процесами в установках електропостачання.

Завдяки автоматизації підвищується забезпечення безперебійного електропостачання сільських споживачів і надійність роботи електроустаткування, скорочується кількість обслуговуючого персоналу й експлуатаційні витрати, зростає якість електричної енергії і швидкість керування технологічними процесами, знижується собівартість виробленої електроенергії і поліпшуються умови роботи обслуговуючого персоналу.

В установках сільського електропостачання широке застосування знайшли різні пристрої автоматики енергосистем.

Пристрої автоматичного захисту захищають електричні установки від ненормальних (перевантаження, зниження чи підвищення напруги і частоти) і аварійних (короткі замикання, неповнофазні режими, атмосферні перенапруги і т.п.) режимів. Захист виконують за допомогою плавких запобіжників, теплових розчіплювачів, магнітних пускачів, теплових і електромагнітних розчіплювачів автоматів і різних реле.

Пристрої автоматичного секціювання мереж дозволяють зберегти електропостачання основної маси споживачів шляхом автоматичного відключення пошкодженої ділянки мережі і частини споживачів, що живляться від цієї ділянки.

Автоматичне повторне включення (АПВ) забезпечує збереженість електропостачання шляхом автоматичного відключення пошкодженої ділянки на короткий час, а потім зворотного його включення після усунення в безструмову паузу короткого замикання. Звичайно такі минаючі (хитливі) короткі замикання спостерігаються в лініях електропередач. Завдяки АПВ число перерв у постачанні споживачів електричною енергією значно знизилося. До 80% загального числа споживачів, відключених при виникненні коротких замикань, успішно автоматично повторно включаються в експлуатацію. Це пояснюється тим, що в період безструмової паузи (від часток секунди до декількох секунд) короткі замикання самоусуваються, оскільки електрична міцність пошкодженого елемента ізоляції при короткочасному відключенні в більшості випадків відновлюється.

Пристрою АПВ випускають як однократними, так і двох - і триразовими, тобто два і три рази виконують спробу автоматичного повторного включення після відключення лінії захистом. Схеми багаторазових пристроїв АПВ значно складніше однократних, тому їхнє застосування в сільському електропостачанні може бути виправдано лише на відповідальних установках.

Автоматичне включення резервного обладнання (АВР) забезпечує безперебійність електропостачання за допомогою швидкого автоматичного відключення релейним захистом пошкодженого обладнання і підключення резервного обладнання чи джерела електроенергії.

Якщо АПВ повторно включає лінію електропередачі, то пристрій АВР включає резервне джерело електроенергії (силовий трансформатор, резервну електромережу чи дизельну електростанцію) при виході з роботи основного.

Пристрої АВР відносно прості, і вартість їх незначна, тому економічний ефект від їхнього впровадження істотно помітний. Пристрої АВР ефективно використовують при електропостачанні тваринницьких комплексів, що мають частину споживачів першої і другої категорій.

Тривалість дії пристроїв АПВ і АВР у загальному випадку обмежується двома умовами. По-перше, час безструмової паузи повинне бути більше часу деіонізації середовища в місці короткого замикання і менше часу, що забезпечує самозапуск включених двигунів після відновлення напруги. Час рекомендується для АВР приймати рівним 0,5..1,5 с, для однократного АПВ—0,5...2 с, для дворазового АПВ у другому циклі — 10...15 с.

При оперативному відключенні джерел електропостачання пристрої АПВ і АВР виводяться з роботи, тобто вони не виконують повторного включення і включення резервного джерела.

Автоматичне частотне розвантаження джерела електропостачання (АЧР) запобігає надмірне зниження частоти, що загрожує розвитком аварії, шляхом примусового автоматичного відключення маловідповідальних споживачів при зниженні чистоти через дефіцит потужності. Пристрої АЧР при зниженні частоти до 40...47 Гц (в залежності від конкретних енергосистем) по черзі відключають невідповідальні споживачі такою сумарною потужністю, щоб частота відновилася до 48...49,5 Гц. Сільські електроспоживачі поки не охоплені пристроями АЧР, хоча для тваринницьких комплексів вони обов'язкові.

Автоматичне регулювання збудження генераторів і напруги в мережах забезпечує підтримку напруги в електроспоживачів на заданому рівні. Для більшості сільських споживачів відхилення напруги допускають від —7,5 до +7,5%, а для тваринницьких комплексів промислового типу — як для загальнопромислових споживачів: для електродвигунів і їхньої апаратури керування від —5 до +10%, для інших електроприймачів від —5 до +5% номінальної напруги.

Задане навантаження на шинах електростанцій забезпечується регуляторами збудження генераторів, на шинах підстанцій — пристроями автоматичного переключення під навантаженням відгалужень силового трансформатора, в електромережах і безпосередньо в електроспоживачах — статичними конденсаторами, що одночасно використовують як компенсатори реактивної потужності.

Пристрої автоматики для автоматичного пуску й зупинки електрогенеруючих агрегатів, автоматичного включення генераторів на паралельну роботу, регулювання частоти і розподілу активної потужності між паралельно працюючими агрегатами застосовують на дизельних, гідравлічних і вітрових електростанціях сільськогосподарського призначення, у тому числі використовуваних як резервні джерела.

Крім того, в установках сільського електропостачання широко використовуються різного призначення автоматичні пристрої виміру, контролю і сигналізації, що дозволяють обслуговуючому персоналу стежити за режимами роботи установок і швидко визначати причину і порушення нормального режиму і місце аварій. Схеми і пристрої автоматизації перерахованих технологічних процесів електропостачання розглядаються в курсі «Електропостачання сільського господарства».