Энергаз2
Аналитика - Электрические сети

Напряжение выше — затраты ниже


15.02.13 12:00
Напряжение выше — затраты ниже Инновационная распределительная сеть напряжением 0,95 кВ может стать альтернативным вариантом воздушных линий 0,4 кВ, причем повышение напряжения позволит решить ряд существующих проблем.

Старые проблемы сетей

Ни для кого не секрет, что эксплуатация низковольтных распределительных сетей связана с рядом проблем. И первая — это их высокий износ. Из 700 тыс. км воздушных линий (ВЛ) 0,4 кВ, находящихся на балансе Холдинга МРСК, около 54 % уже отработали свой ресурс. Они построены в конце 1970-х — начале 1980-х гг. в соответствии с требованиями того времени и сегодня не соответствуют современной нормативной базе, в частности ПУЭ-7.
Так, более 70 % ВЛ 0,4 кВ выполнены голым проводом 16-25 кв.мм, в то время как ПУЭ предусматривают применение самонесущего изолированного провода (СИП).
Малое сечение провода обеспечивает низкую пропускную способность. Надежность этих сетей также низкая. По статистике на ВЛ 0,4 кВ в год происходит более 100 отключений на 100 км длины.
Проблему представляют практически нулевой уровень автоматизации этих сетей и высокий уровень потерь от несанкционированных подключений.
Таким образом, распределительные сети 0,4 кВ находятся в наихудшем техническом состоянии и имеют в настоящее время самые низкие показатели по надежности, пропускной способности и потерям. Понятно, что в такой ситуации обеспечить надежное и качественное электроснабжение потребителей крайне сложно. Значит, необходимы новые пути решения старых проблем.
 
Ключевой вопрос
При разработке концепции электрической сети напряжением 0,95 кВ мы преследовали главную цель — создать альтернативную систему электроснабжения, которая позволила бы повысить эффективность низковольтных сетей, обеспечить надлежащий уровень напряжения и качества электроэнергии у потребителя.
Стояли задачи сокращения технических потерь электроэнергии в низковольтных сетях, повышения их энергоэффективности, сокращения коммерческих потерь, связанных с несанкционированными подключениями. Одновременно хотелось достичь адаптации электросетей к росту нагрузки, сокращения затрат на строительство и эксплуатацию сетей, повышения их управляемости и наблюдаемости. И, наконец, создать условия для предоставления потребителю сервисных функций.
Естественно, инновационная сеть должна отвечать всем требованиям современных нормативных документов.
 
Достоинства нового варианта
Посмотрим, чем интересна распределительная сеть напряжения 0,95 кВ с применением индивидуальных трансформаторных подстанций. Во-первых, к ней применимы те же нормативные требования к проектированию, строительству и эксплуатации, что и для сетей 0,4 кВ, поскольку ПУЭ устанавливает единые требования к воздушным линиям электропередачи переменного тока напряжением до 1 кВ. Даже с учетом возможного повышения напряжения при регулировании (п. 1.2.23 ПУЭ) на 5% (до 997,5 В), такая сеть соответствует единым требованиям к низковольтным распределительным сетям.
При этом эффективная длина линии 0,95 кВ увеличивается в среднем в три раза при сопоставимой нагрузке потребителей. Как известно, при повышении напряжения в электрической цепи потери электроэнергии сокращаются в квадратичной зависимости, а отклонение (падение) напряжения при одинаковых нагрузках — прямо пропорционально. При повышении напряжения с 380 до 950, т. е. в 2,5 раза, потери снизятся в 6,25 раз, а отклонение (падение) напряжения, соответственно, — в 2,5 раза.
Простые расчеты показывают, что при одинаковой нагрузке на один дом (в расчетах она принималась равной 6 кВА) и увеличении количества домов с 50 при напряжении сети 0,4 кВ до 140 при напряжении сети 0,95 кВ, расчетная длина фидера увеличится с 390 м до 1050 м. Таким образом, эффективная длина фидера увеличивается в 2,69 раза, при увеличении количества домов и электрической нагрузки питающихся от этого фидера в 2,8 раза.
Увеличение потерь электроэнергии в индивидуальных трансформаторах 0,95/0,4 кВ компенсируется за счет сокращения их количества путем установки одного трансформатора на 2-3 потребителей. Также специально для данного проекта разрабатываются трансформаторы со сниженными потерями. Кроме того, предполагается запитывать ближайших к источнику питания (трансформаторной подстанции 10/0,95/0,4 кВ) потребителей по традиционной схеме — напрямую по линии 0,4 кВ. И только удаленных потребителей — по линии напряжением 0,95 кВ.
Распределительные сети 0,95 кВ сводят к минимуму вероятность несанкционированного подключения и легко адаптируются к росту нагрузки у потребителей. Немаловажно, что сети 0,4 кВ и 0,95 кВ прокладывается по одним опорам ВЛ как двухцепная сеть с использованием проводов СИП.

К вопросу безопасности
В последнее время в некоторых энергорайонах, обслуживаемых компаниями Холдинга МРСК, начинают внедряться распределительные сети напряжением 6 (10) кВ с использованием столбовых трансформаторных подстанций 6 (10)/0,4 кВ для подключения до шести потребителей на один трансформатор.
Однако к распределительной сети 6 (10) кВ ПУЭ предъявляются повышенные требования по электробезопасности, особенно при строительстве таких сетей в населенных пунктах. Сети 6 (10) кВ работают с изолированной нейтралью, ввиду чего существующие типы защит от однофазных замыканий на землю в основном действуют на сигнал, а не на отключение. При значительной концентрации людей и животных в населенном пункте это резко увеличивает вероятность поражения их электрическим током.
В этом отношении сеть 0,95 кВ, работающая с заземленной нейтралью, позволяет надежно отключать все однофазные замыкания на землю автоматическими выключателями, что значительно повышает уровень ее электробезопасности.
 
Ищем оборудование
Для создания распределительной сети с применением индивидуальных трансформаторных подстанций и напряжения 0,95 кВ может применяться значительная часть электротехнического оборудования, серийно выпускаемого в настоящее время в России.
К такому оборудованию, в частности, относятся провода СИП, пригодные к применению при напряжении до 1 кВ, автоматические выключатели, частично — линейная арматура и др.
Вместе с тем, трансформаторы 10/0,95/0,4 кВ и 0,95/0,4 кВ в настоящее время отечественной промышленностью не выпускаются. Однако по результатам предварительных переговоров с российскими производителями уже ведется разработка и выпуск их опытной партии. Решается также вопрос о создании распределительных устройств низкого напряжения навесного типа.
В целом, согласно расчетам, применяемое электротехническое оборудование будет иметь низкую стоимость.
 
Сколько сэкономим?
Чтобы оценить эффективность применения класса напряжения 0,95 кВ и предлагаемых технических решений, был проведен технико-экономический анализ двух вариантов построения сети на основе виртуального населенного пункта: традиционной распределительной сети 10/0,4 кВ и комбинированной распределительной сети 10/0,95/0,4 кВ.

Были рассчитаны расходы на 20-летнюю эксплуатацию, включая стоимость строительства, потерь, обслуживания и др. Суммарные затраты на предлагаемую сеть оказались на 34,5 % ниже, чем на традиционную.
В настоящее время ОАО «НИИЦ МРСК» реализует пилотный проект создания распределительной сети 10/0,95/0,4 кВ с применением индивидуальных трансформаторов по заказу ОАО «МРСК Центра и Приволжья».
Создаваемая сеть имеет высокие показатели по качеству и надежности энергоснабжения, электробезопасности, низкую стоимость, а также максимальную для распределительной сети низкого напряжения удельную энергоэффективность. Для реализации проекта будет разработано новое электротехническое оборудование, имеющее прогрессивные характеристики и ранее не выпускавшееся на территории России.
 
Владимир Князев, зам. генерального директора по инжинирингу ОАО «НИИЦ МРСК»
Фото Екатерины Зубковой
 

(С) www.EnergyLand.info
Копирование возможно только для платных подписчиков
Кража контента приведет к пессимизации вашего MFA-сайта







О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика