[
На правах рукописи
ДАНЧЕНКО Игорь Васильевич
ОБОСНОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ СЕЛЬСКИХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, ПОВЫШАЮЩЕЙ НАДЕЖНОСТЬ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Специальность: 05.20.02 – «Электротехнологии и электрооборудование
в сельском хозяйстве»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Краснодар - 2014
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет»
Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Воротников Игорь Николаевич
Официальные оппоненты: Сазыкин Василий Георгиевич доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», кафедра «Применение электрической энергии», профессор Юндин Михаил Анатольевич кандидат технических наук, профессор Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет», кафедра «Теоретических основ электротехники и электроснабжения сельского хозяйства», профессор Федеральное государственное автономное
Ведущая организация:
образовательное учреждение высшего профессионального образования «СевероКавказский федеральный университет»
(г. Ставрополь)
Защита состоится «3» июля 2014 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, корпус факультета энергетики и электрификации, ауд. № 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» http://kubsau.ru/.
Автореферат разослан «» _ 2014 года и размещен на официальном сайте ВАК при Министерстве образования и науки России http://vak2.ed.gov.ru и на сайте ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» http://kubsau.ru/
Ученый секретарь диссертационного совета, Курасов Владимир Станиславович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Эффективное функционирование объектов агропромышленного комплекса, возможно только при надежной системе электроснабжения. Основной принцип их построения является использование распределительной электрической сети, находящейся чаще всего на балансе муниципального предприятия электрических сетей (ПЭС).
Анализ литературных источников доказывает сохранение показателей надежности сельских электрических сетей на низком уровне. Наибольшая частота отказов приходится на зимний период года, что связано с ростом в этот период гололедно-ветровых нагрузок и увеличением числа обрывов проводов распределительных линий. Продолжительность восстановления в электроснабжении сельскохозяйственных потребителей еще более возрастает и не отвечает нормативным требованиям его надежности.
От надёжности электроснабжения зависят экономические показатели работы оборудования. В качестве количественной меры экономической оценки используется такой показатель как стоимость перерывов в электроснабжении. В системе электроснабжения оправдано только такое повышение надёжности которое бы обеспечивало минимальные затраты, как со стороны энергоснабжающей организации, так и со стороны конкретного потребителя.
Многие ученые рассматривали эту проблему, например, Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Хорольский В.Я., Водяников, Оськин С.В. и т.д. Известны также работы в области надежности и оптимизации электрических сетей, Горбунова Н. Р., Клочкова А. Н., Солодухина А. М., Лопатина Е. И., Трофимова С. Н., Юндина М.А. и др. Тем не менее, до настоящего времени не найден универсальный подход, не разработаны методы и методики оценки стоимостных составляющих для конкретных сельскохозяйственных потребителей.
Таким образом, сложилась проблемная ситуация: несмотря на большое количество разработок и научных исследований по надежности электроснабжения сельских потребителей, уровень надежности сохраняется на низком уровне, что связано с одной стороны с экономической ситуацией на селе, а с другой - не адаптированными для сельских условий предложениями по повышению надежности.
Научная гипотеза. Повысить надежность сельских сетей можно путем обоснования, адаптированного сельским условиям, способа на основе секционирования, что позволит снизить ущербы от перерывов в электроснабжении.
Цель работы. Обосновать топологию построения сельских распределительных сетей, повышающую надежность электроснабжения потребителей для сокращения ущербов от перерывов подачи электроэнергии.
Задачи исследований.
1. Разработать математические модели надежности радиальных распределительных сетей электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.
2. Количественно оценить степень повышения надежности электроснабжения для произвольного количества узлов нагрузки от применения секционирования основного питающего фидера.
3. Получить зависимости, связывающие показатели надежности с недотпуском электроэнергии потребителю.
4. Сопоставить теоретически рассчитанные данные по времени перерывов с фактическими для конкретного предприятия.
5. Определить пути повышения надежности электроснабжения сельских предприятий.
6. Определить экономическую эффективность повышения надежности электроснабжения предприятий и установить рациональную величину капитальных вложений, направленных на модернизацию электрических сетей.
Объект исследований – радиальная распределительная сеть сельскохозяйственного назначения.
Предмет исследований – показатели надежности распределительной сети сельскохозяйственного назначения и экономические характеристики предприятий электроснабжения.
Научная новизна.
1. Разработаны математические модели надежности радиальной распределительной сети для различных вариантов ее построения, которые позволяют рассчитать вероятность безотказного электроснабжения для произвольного узла нагрузки.
2. Введено понятие интегральной вероятности бесперебойного электроснабжения, что позволяет количественно оценить средний выигрыш в надежности для произвольного количества узлов нагрузки от применения секционирования основного питающего фидера.
3. Получены формулы для определения среднего времени перерывов электроснабжения конкретного потребителя для различных вариантов построения радиальной схемы распределительной сети, что дает возможность рассчитывать такие перерывы для большинства случаев построения сельских сетей.
«