Державні стандарти, що регламентують електропостачання сільськогосподарських підприємств та населених пунктів.
Електропостачання сільського господарства та його якість регламентується рядом державних стандартів та правил, до них можна віднести:
– ДСТУ 3465-96 – Системи електропостачальні загального призначення. Терміни та визначення.
– ДСТУ 3466-96 – Якість електричної енергії. Терміни та визначення.
– ДСТУ 2790-94 – Системи електропостачальні номінальною напругою понад 1000 В: джерела, мережі, перетворювачі та споживачі електричної енергії. Терміни та визначення.
– ДСТУ 2791-94 – Системи електропостачальні номінальною напругою до 1000 В: джерела, мережі, перетворювачі та споживачі електричної енергії. Терміни та визначення.
– ДСТУ 3429-96 – Електрична частина електростанції та електричної мережі. Терміни та визначення.
– ГОСТ 1309 – 97 Норми якості електричної енергії у системах загального електропостачання (міждержавний стандарт, уведений в Україні 01.01.2000 р.).
3 Завдання електропостачання сільського господарства
3.1 Особливості роботи систем електропостачання сільськогосподарських підприємств та сільських населених пунктів
Електропостачання – область електроенергетики, що займається передачею і розподілом електричної енергії споживачам.
До завдання електропостачання входить розрахунок навантажень, розробка систем, вибір числа і потужності підстанцій, проектування електричних мереж, підвищення їх пропускної спроможності, регулювання напруги і компенсація реактивної потужності, конструктивне виконання електромереж, а також захист мереж, їх автоматизація та підвищення надійності з метою безперебійного забезпечення споживачів електроенергією заданої якості.
Електропостачання виробничих підприємств та населених пунктів у сільській місцевості має ряд особливостей у порівняні із електропостачанням промисловості та міст.
Головною особливістю є необхідність підведення електроенергії до великої кількості малопотужних об’єктів, які розосереджені на значній території. Результатом цього є значна довжина сільських електричних мереж, висока вартість електричних ліній із розрахунку на одиницю потужності.
Наявність протяжних повітряних ліній електропередачі, в свою чергу призводить до частих переривів в електропостачанні споживачів внаслідок аварій – тобто до зниження рівня надійності електропостачання.
3.2 Якість електричної енергії для сільськогосподарських споживачів
Якість електроенергії при живленні електроприймачів від енергосистеми визначається стабільністю і рівнями частоти струму і напруги, а також ступенем несиметрії і несинусоїдальності напруги (ГОСТ 13109-97).
Коливання частоти в першу чергу впливає на навантаження представлене електродвигунами – змінюється їх частота обертання, струм, момент та інтенсивність нагрівання. В електричних мережах України прийнята частота змінної напруги 50 Гц. У системі електропостачання допускається відхилення частоти (різниця між фактичним та номінальним значенням) не більше ніж на ± 0,2 Гц (допускається тимчасове відхилення до ± 0,4 Гц). Для електроприймачів, які приєднані до автономних електростанцій потужністю до 1000 кВт допустиме відхилення частоти становить ± 0,5 Гц, а для приймачів, які приєднані до електростанцій потужністю до 250 кВт – допустиме відхилення частоти лежить в межах ± 2 Гц.
Підтримання частоти в заданих межах не є основною задачею сільського електропостачання, яке займається лише розподіленням, а не виробництвом електроенергії.
Рівень напруги – важливий параметр, що характеризує будь-який елемент електричної мережі. Підтримка необхідного рівня напруги – одна із основних задач електропостачання.
B
A
UA, UВ – напруга, відповідно в точці А та точці В мережі, В;
Uн – номінальна напруга мережі, В;
UA, UВ – відхилення напруги, відповідно в точці А та точці В, В.
Рисунок 1.1 – Відхилення напруги в електричній мережі
Номінальною (Uн) називається така напруга приймачів електроенергії, генераторів і трансформаторів, при якій вони нормально і найбільш економічно працюють. Для установок трифазного струму номінальною напругою прийнято вважати значення міжфазної напруги (лінійної).
Відхиленням напруги (усталеним відхиленням напруги) називається алгебраїчна різниця між напругою в будь-якій точці мережі та номінальною напругою мережі. Відхилення напруги – це повільна плавна зміна напруги, зумовлена зміною навантаження. Напруга в мережі змінюється поступово при зміні навантаження на протязі доби, місяця, року. Відхилення напруги вимірюється у вольтах або відсотках.
; 
. (1.3)
Коливання напруги – це швидка, стрибкоподібна зміна напруги, викликана, наприклад, включенням потужного асинхронного електродвигуна.
Збільшення напруги на 5% зменшує термін служби ламп розжарювання в 3 рази, але підвищує світловий потік. Зменшення напруги на 5% збільшує термін служби лам розжарювання в 2 рази.
Для асинхронних електродвигунів момент на валу електродвигуна змінюється прямо пропорційно квадрату напруги, тому при зниженні напруги нормально завантажені електродвигуни перекидаються. При відхиленні напруги в будь-яку сторону від номінального збільшується струм в електродвигуні, що веде до підвищеного нагріву обмотки.
За встановленими нормами відхилення напруги на затискачах у споживача повинне бути не більше ± 5% . Максимально допустиме короткочасне відхилення напруги до ± 10%.
Номінальна напруга генератора на 5…10% вища за номінальну напругу мережі і становить (для потужних електростанцій): 6,3; 10,5; 11; 13,8; 15,75; 21,0; та 24,0 кВ. Вторинна напруга підвищувальних та знижувальних трансформаторів також на 5% вища за номінальну напругу мережі. Напруга первинної обмотки трансформатора рівна номінальній напрузі мережі: 3, 6, 10, 20, 35, 110, 220, 330 кВ і т.д.
Для підтримання необхідних рівнів напруги у споживачів в системі сільського електропостачання використовують спеціальні пристрої: відгалуження обмоток трансформаторів, пристрої регулювання під навантаженням, автотрансформатори, мережні регулятори, конденсаторні установки.
Коефіцієнт несиметрії – відношення напруги зворотної послідовності основної частоти до номінальної лінійної напруги.
Несиметрія напруги характерна для сільських електричних мереж напругою 0,38/0,22 кВ із переважаючим однофазним навантаженням. У цих мережах навіть нормальні режими роботи часто не симетричні. В результаті несиметрії відхилення напруги у однофазних приймачів, які приєднані до різних фаз будуть різними і можуть виходити за допустимі межі. При несиметрії характерна поява складових нульової і зворотної послідовності, що приводить до додаткового нагрівання едектродвигунів.
Допустимий коефіцієнт несиметрії – 2% тривало і 4% – максимально, короткочасно.
Для зменшення впливу несиметрії на якість напруги необхідно: забезпечити рівномірний розподіл навантаження однофазних споживачів між фазами, потужні споживачі електроенергії підключати на лінійну напругу, збільшити переріз проводів, встановлювати трансформатори 10/0,4 кВ із схемою з’єднання обмоток «зірка – зигзаз-нуль.