Justification of generator power for redundancy in partitoned power grids | Обоснование мощности генераторов для резервирования в секционированных линиях электропередачи

English. In rural areas, electric power networks are mainly operated with voltage of 0.4kV. The reliability of these networks is low. In the absence of partitioning and redundancy, power interruptions can reach several hours. The use of mobile energy platforms for redundancy consumer power connected to undamaged sections of electrical transmission lines (ETL) makes it possible to enhance reliability of power supply. The purpose of the study is to provide a justification for the required capacity of a mobile energy platform for the implementation of electricity redundancy for rural consumers connected to 0.4 kV partitioned electric networks. A review of literature sources has been done. A methodology has been developed to determine the required power of a mobile energy platform generator, including a search for statistical data on 0.4 kV electrical networks. The average lengths of 0.4 kV ETLs, capacities and load factors of transformer substations, the number of outgoing lines from one transformer substation, depending on its capacity, were calculated. The range of specific capacities connected to ETLs has been calculated. The average number of sections of the partitioned line and their estimated length were determined. Statistical data were searched on the example of one of the electronetwork companies operating in Russia. The specific capacities consumed from 0.4 kV ETLs ranged from 9.6 to 32.2 kW/km. The maximum length of the 0.4 kV line section allocated by sectioning was found to be 0.5 km. With reference to the ratios characterizing the load growth, own consumption of the mobile power platform, and other factors, the range of estimated capacity of generators for reserving 0.4 kV ETLs was determined. The minimum estimated power values of such generators are in the range from 9.4 to 15.6 kVA, the maximum values – from 21.4 to 36 kVA.

Russian. В сельской местности в основном эксплуатируются электрические сети напряжением 0,4кВ. Надежность этих сетей низкая. При отсутствии секционирования и резервирования перерывы в электроснабжении могут достигать нескольких часов. Применение мобильных энергетических платформ для резервирования питания потребителей, подключенных к неповрежденным участкам линий электропередачи (ЛЭП), дает возможность повысить надежность электроснабжения. Цель исследования – выполнить обоснование необходимой мощности мобильной энергетической платформы при реализации резервирования электроснабжения сельских потребителей, подключенных к секционированным электрическим сетям 0,4 кВ. Осуществлен обзор литературных источников. Разработана методика определения необходимой мощности генератора мобильной энергетической платформы, включающая поиск статистических данных по электрическим сетям 0,4 кВ. Установлены средние протяженности ЛЭП 0,4 кВ, мощности и коэффициенты загрузки трансформаторных подстанций, количество отходящих линий от одной трансформаторной подстанции в зависимости от ее мощности. Вычислен диапазон удельных мощностей, подключенных к ЛЭП. Определено среднее количество участков секционированной линии и их расчетная протяженность. Выполнен поиск статистических данных на примере одной из электросетевых компаний. Удельные мощности, потребляемые от ЛЭП 0,4 кВ, составили от 9,6 до 32,2 кВт/км. Максимальная длина выделяемого секционированием участка линии 0,4 кВ, составила 0,5 км. С учетом коэффициентов, характеризующих рост нагрузки, собственное потребление мобильной энергетической платформы, и других факторов, определен диапазон расчетных мощностей генераторов для резервирования секционированных ЛЭП 0,4 кВ. Минимальные расчетные значения мощности таких генераторов находятся в пределах от 9,4 до 15,6 кВА, максимальные – от 21,4 до 36 кВА.