СЕТИ РОССИИ
42
Энергоэффективная
технология передачи
электрической энергии
на напряжении 0,95 кВ
В распределительных электрических сетях существует круг проблем, от реше-
ния которых во многом зависит надежное и эффективное функционирование
распределительного сетевого комплекса в среднесрочной и долгосрочной пер-
спективе. Одним из решений имеющихся проблем является внедрение иннова-
ционных технологий, позволяющих обеспечить условия для снижения потерь
электрической энергии, увеличения пропускной способности электрических
сетей и повышения эффективности их функционирования.
Владимир КНЯЗЕВ, заместитель начальника
Управления перспективного развития ПАО «ФИЦ»,
Почетный работник ТЭК, Почетный энергетик
э
л
е
к
т
р
о
с
н
а
б
ж
е
н
и
е
электроснабжение
АКТУАЛЬНОСТЬ
ВОПРОСА
В
соответствии
с
действующей
редакцией
«
Положения
ОАО
«
Россети
»
о
единой
техни
-
ческой
политике
в
электросетевом
комплек
-
се
»,
средняя
степень
износа
электросетевых
объектов
в
распределительных
электрических
сетях
составляет
свыше
70%
при
общей
протя
-
женности
2,11
млн
км
,
из
которых
около
1,7
млн
км
составляют
сети
напряжением
0,4–20
кВ
.
Количество
трансформаторных
подстан
-
ций
напряжением
6–20/0,4
кВ
,
находящихся
в
эксплуатации
более
30
лет
,
составляет
около
55%,
а
линий
электропередачи
напряжением
0,4–10
кВ
с
таким
же
сроком
службы
—
около
53%.
Причиной
указанных
выше
показателей
яви
-
лось
сокращение
объемов
нового
строитель
-
ства
,
реконструкции
и
технического
перевоору
-
жения
электросетевых
объектов
в
период
с
1990
по
2010
год
,
особенно
в
электрических
сетях
на
-
пряжением
0,4–10
кВ
.
При
этом
старение
элек
-
тросетевых
активов
сказывается
на
снижении
показателей
надежности
и
увеличении
эксплуа
-
тационных
затрат
.
В
настоящее
время
в
распределительных
электрических
сетях
(
и
особенно
в
низковольт
-
ных
сетях
)
можно
выделить
ряд
негативных
тен
-
денций
,
а
именно
:
–
продолжающаяся
эксплуатация
морально
и
физически
устаревшего
оборудования
потребительских
подстанций
и
элементов
линий
электропередачи
,
не
отвечающих
требованиям
Технической
политики
;
–
малая
эффективная
длина
и
ограниченная
пропускная
способность
линий
электропере
-
дачи
;
–
значительная
величина
коммерческих
и
тех
-
нических
потерь
электрической
энергии
;
–
сверхнормативные
отклонения
напряжения
(
более
10%)
в
электрически
удаленных
точ
-
ках
сети
.
В
связи
с
тем
,
что
не
всегда
технически
воз
-
можно
и
экономически
обосновано
решение
вышеуказанных
проблем
посредством
примене
-
ния
традиционных
подходов
к
построению
схем
электроснабжения
потребителей
,
было
пред
-
ложено
новое
техническое
решение
передачи
электрической
энергии
на
напряжении
0,95
кВ
с
использованием
индивидуальных
однофаз
-
ных
и
трехфазных
трансформаторов
напряже
-
нием
0,55/0,23
кВ
и
0,95/0,4
кВ
соответственно
,
которое
позволило
решить
ряд
указанных
выше
проблем
.
В
зависимости
от
сложившихся
планировоч
-
ных
решений
и
особенностей
развития
населен
-
ного
пункта
,
а
также
среднего
значения
удель
-
ной
мощности
электропотребления
на
вводе
,
в
состав
индивидуальной
трансформаторной
подстанции
может
быть
включено
следующее
оборудование
:
43
–
однофазные
или
трехфазные
трансформаторы
мощностью
6, 10, 16, 25
кВА
с
устройством
кре
-
пления
к
стандартным
стойкам
ВЛ
;
–
ограничитель
перенапряжения
;
–
рубильник
с
предохранителем
;
–
шкаф
учета
и
распределения
электроэнергии
.
ЦЕЛИ
И
ЗАДАЧИ
Основными
целями
предложенного
технического
решения
передачи
электрической
энергии
с
исполь
-
зованием
напряжения
0,95
кВ
явились
:
•
создание
альтернативных
вариантов
электро
-
снабжения
потребителей
,
позволяющих
повысить
эффективность
функционирования
низковольтных
сетей
;
•
повышение
надежности
электроснабжения
потре
-
бителей
;
•
снижение
потерь
электрической
энергии
;
•
обеспечение
нормированного
качества
электриче
-
ской
энергии
.
Предложенная
технология
позволила
решить
сле
-
дующие
задачи
:
•
адаптацию
низковольтных
электрических
сетей
к
росту
электрических
нагрузок
;
•
сокращение
потерь
электрической
энергии
,
в
том
числе
вызванных
несанкционированным
подклю
-
чением
;
•
сокращение
затрат
на
строительство
и
эксплуата
-
цию
электрических
сетей
;
•
повышение
управляемости
и
наблюдательности
низковольтной
электрической
сети
;
•
создание
условий
для
предоставления
потребите
-
лю
новых
сервисных
возможностей
(
применение
СИП
со
встроенной
ВОЛС
позволяет
обеспечить
организацию
высокоскоростных
каналов
телеви
-
дения
,
интернета
и
телефонии
).
ОСНОВНОЙ
ПРИНЦИП
Основной
принцип
системы
распределения
электроэнергии
на
напряжении
0,95
кВ
заключа
-
ется
в
организации
сетей
данного
класса
напря
-
жения
с
частичным
использованием
основных
элементов
существующих
сетей
низкого
напряже
-
ния
(0,4
кВ
),
применением
групповых
трансфор
-
маторных
подстанций
6/0,95/0,4
кВ
или
6/0,95
кВ
и
индивидуальных
трансформаторов
небольшой
мощности
на
напряжение
0,95(0,55) / 0,4(0,23)
кВ
(
рисунок
1),
устанавливаемых
в
непосредствен
-
ной
близости
к
потребителю
(
на
ближайшей
опоре
ВЛ
).
Воздушная
линия
напряжением
0,95
кВ
выполняется
с
применением
стан
-
дартных
низковольтных
самонесущих
изолированных
проводов
типа
СИП
-2
или
СИП
-4
и
стандартной
арматуры
для
их
крепления
.
С
целью
обеспечения
требований
по
электробезопасности
все
оборудова
-
ние
,
входящее
в
состав
индивидуальной
трансформаторной
подстанции
подклю
-
чается
к
заземляющему
устройству
.
Пример
принципиальной
схемы
сети
0,95
кВ
представлен
на
рисунке
2.
Данное
техническое
решение
распределения
электрической
энергии
позволяет
:
–
уменьшить
количество
групповых
(
потребитель
-
ских
)
подстанций
напряжением
6–10/0,4
кВ
;
–
сократить
общую
длину
питающей
их
сети
6–10
кВ
,
(
отпаек
от
ВЛ
6(10)
кВ
к
ТП
6–10/0,4
кВ
)
за
счет
уве
-
личения
эффективной
длины
фидеров
0,95
кВ
;
–
эффективнее
использовать
суточный
график
загрузки
группового
силового
трансформатора
напряжением
6–10/0,95/0,4
кВ
или
6–10/0,95
кВ
за
счет
подключения
к
нему
большего
количества
потребителей
.
К
воздушным
линиям
0,95
кВ
предъявляются
те
же
нормативные
требования
,
что
и
к
ВЛ
0,4
кВ
(
ПУЭ
,
издание
7,
раздел
2.4),
а
их
строительство
осущест
-
вляется
с
применением
аналогичных
требований
к
га
-
баритам
прохождения
ВЛ
,
параллельного
следования
и
сближения
с
инженерными
сооружениями
.
Обору
-
дование
,
изделия
и
материалы
,
которые
используют
-
ся
при
строительстве
воздушных
линий
0,4
кВ
,
при
-
менимы
и
к
воздушным
линиям
0,95
кВ
.
Рис
. 1.
Индивидуальный
однофазный
трансформатор
0,55/0,22
кВ
мощностью
16
кВА
Рис
. 2.
Принципиальная
схема
сети
0,95
кВ
№
5 (38) 2016
44
СЕТИ РОССИИ
Табл
. 1.
Сравнительные
характеристики
вариантов
электроснабжения
потребителей
Характеристика
Традиционная
электрическая
сеть
0,4
кВ
Распределительная
электрическая
сеть
0,95
кВ
Максимальное
рассто
-
яние
,
на
которое
можно
передать
нагрузку
100
кВт
(
на
конце
линии
)
с
ис
-
пользованием
про
вода
сечением
70
мм
²
350
м
900
м
Электробезопасность
Режим
заземления
нейтрали
—
глухозазем
-
ленная
нейтраль
Режим
заземления
нейтрали
—
глухозазем
-
ленная
нейтраль
Несанкционированное
подключение
к
сети
Возможность
для
несанкционированного
под
-
ключения
Техническая
сложность
несанкционированно
-
го
подключения
Адаптивность
сети
при
увеличении
электриче
-
ской
нагрузки
1.
Увеличение
количества
потребительских
ТП
.
2.
Строительство
заходов
или
новых
ВЛ
6–10
кВ
для
питания
групповых
ТП
.
3.
Подвеска
дополнительной
цепи
СИП
-2
для
увеличения
пропускной
способности
ВЛ
(
если
это
было
учтено
при
проектировании
).
1.
Переключение
потребителей
от
цепи
0,4
кВ
к
цепи
0,95
кВ
с
установкой
индивидуаль
-
ных
трансформаторов
.
2.
Установка
силового
трансформатора
на
ТП
со
вторичной
обмоткой
напряжением
0,95
кВ
.
Приоритетность
приме
-
нения
1.
Населенные
пункты
без
явно
выраженной
динамики
роста
электрических
нагрузок
.
2.
Малые
удельные
значения
присоединяе
-
мой
мощности
на
вводе
к
потребителю
.
3.
Возможность
использования
ВЛ
0,4
кВ
с
длиной
фидера
до
400
м
при
соблюдении
допустимого
значения
отклонения
напря
-
жения
у
наиболее
удаленного
потребителя
.
1.
При
большой
плотности
и
значениях
под
-
ключаемой
электрической
нагрузки
.
2.
При
планировочных
решениях
населенного
пункта
,
имеющих
протяженные
улицы
.
3.
При
технической
сложности
строительства
питающих
линий
6–10
кВ
(
отпаек
)
для
под
-
ключения
дополнительных
ТП
в
условиях
местности
,
насыщенной
инженерными
коммуникациями
.
4.
Улучшенный
режим
суточного
графика
загрузки
групповой
ТП
в
связи
с
подключе
-
нием
большего
количества
потребителей
.
Схема
электроснабжения
потребителей
на
-
селенных
пунктов
с
применением
напряжения
0,95
кВ
позволяет
:
–
при
реконструкции
существующей
электриче
-
ской
сети
осуществлять
замену
силовых
транс
-
форматоров
6–10/0,4
кВ
в
эксплуатируемых
БКТП
при
сохранении
существующих
размеров
трансформаторных
камер
на
силовые
транс
-
форматоры
напряжением
6–10/0,95
кВ
;
–
использовать
с
незначительным
изменением
компоновочных
решений
существующие
БКТП
при
применении
трехобмоточных
трансформа
-
торов
напряжением
6–10/0,95/0,4
кВ
;
–
применять
на
опорах
ВЛ
совместную
подвеску
сетей
напряжением
0,4
и
0,95
кВ
для
электро
-
снабжения
потребителей
.
Система
напряжения
0,95
кВ
имеет
преиму
-
щества
применения
(
особенно
в
динамично
раз
-
вивающихся
зонах
с
плотной
жилой
застройкой
),
в
которых
с
учетом
соблюдения
охранных
зон
и
требований
к
электробезопасности
технически
сложно
или
экономически
нецелесообразно
стро
-
ительство
заходов
ВЛ
6–10
кВ
для
питания
новых
ТП
6–10/0,4
кВ
.
Применение
электрической
сети
напряжением
0,95
кВ
с
использованием
индивидуальных
одно
-
фазных
и
трехфазных
трансформаторов
позволя
-
ет
получить
следующие
основные
преимущества
по
сравнению
с
традиционным
исполнением
низ
-
ковольтной
электрической
сети
,
а
именно
:
–
увеличение
эффективной
длины
линии
электро
-
передачи
напряжением
0,95
кВ
в
среднем
в
3
раза
(
при
сопоставимой
нагрузке
потребителей
);
–
создание
технических
ограничений
для
несанк
-
ционированного
подключения
к
сетям
напряже
-
нием
0,95
кВ
;
–
увеличение
пропускной
способности
низковольт
-
ной
электрической
сети
;
–
осуществление
дополнительного
технологиче
-
ского
присоединения
потребителей
без
значи
-
тельной
реконструкции
существующей
электри
-
ческой
сети
(
при
наличии
резервной
мощности
трансформатора
);
–
обеспечение
нормированного
отклонения
напря
-
жения
в
электрически
удаленной
точке
при
элек
-
троснабжении
удаленных
потребителей
(
групп
потребителей
).
Сравнительные
характеристики
вариантов
элек
-
троснабжения
потребителей
населенных
пунктов
по
традиционной
схеме
распределения
электрической
энергии
на
напряжении
сети
0,4
кВ
и
по
сети
0,95
кВ
представлены
в
таблице
1.
ОБЛАСТЬ
И
ПЕРСПЕКТИВЫ
ПРИМЕНЕНИЯ
В
рамках
проведенной
оценки
потенциальных
масштабов
внедрения
энергоэффективной
электри
-
ческой
сети
0,95
кВ
были
разработаны
критерии
тех
-
нической
обоснованности
и
экономической
целесоо
-
бразности
применения
данной
технологии
передачи
электрической
энергии
.
45
Для
распределительной
сети
низкого
напряжения
:
–
нетехнические
(
коммерческие
)
потери
электро
-
энергии
—
более
30–40%
от
отпуска
в
сеть
по
каждому
отдельно
рассматриваемому
фидеру
;
–
длина
магистрального
участка
линии
без
отпаек
—
более
0,4
км
;
–
длина
фидера
с
отпайками
—
более
2,0
км
;
–
отклонение
напряжения
в
электрически
удаленной
точке
—
более
10%;
–
отпуск
электроэнергии
в
сеть
по
отдельно
рассма
-
триваемому
фидеру
—
более
350
тысяч
кВт
·
ч
/
год
;
–
плотная
жилая
застройка
населенного
пункта
при
количестве
потребительских
ТП
6–10/0,4
кВ
более
3
единиц
,
загруженных
не
менее
чем
на
90%
от
номинальной
мощности
;
–
техническая
сложность
строительства
дополни
-
тельных
питающих
линий
6–10
кВ
(
отпаек
)
для
подключения
новых
ТП
в
условиях
расширения
границы
жилой
зоны
населенного
пункта
или
уве
-
личения
мощности
и
количества
подключаемых
к
сети
потребителей
;
–
населенный
пункт
с
динамично
развивающейся
жилой
застройкой
и
социальной
инфраструктурой
.
Для
распределительной
сети
уличного
освещения
:
–
сложность
параллельной
прокладки
ВЛ
6–10
кВ
совместно
с
питающей
сетью
наружного
уличного
(
магистрального
)
освещения
;
–
протяженность
сети
уличного
освещения
—
более
1
км
;
–
сложность
прокладки
кабельных
линий
6–10
кВ
;
–
перспектива
подключения
новых
потребителей
(
архитектурная
подсветка
зданий
и
т
.
д
.).
Принимая
во
внимание
тот
факт
,
что
общая
про
-
тяженность
сетей
напряжением
0,4
кВ
,
находящихся
на
балансе
межрегиональных
распределительных
сетевых
компаний
,
в
настоящее
время
составляет
около
740 000
км
,
из
которых
более
половины
сетей
находится
в
эксплуатации
сверх
нормативного
срока
,
то
есть
данные
сети
были
построены
по
нормативам
70-
х
и
80-
х
годов
прошлого
столетия
и
не
всегда
от
-
вечают
современным
показателям
надежности
,
уров
-
ню
потерь
и
требованиям
по
качеству
электрической
энергии
,
можно
сделать
вывод
об
имеющейся
объ
-
ективной
необходимости
увеличения
объемов
нового
строительства
и
реконструкции
низковольтных
сетей
с
применением
напряжения
0,95
кВ
.
Учитывая
также
данные
по
динамике
среднего
ро
-
ста
электропотребления
в
бытовом
секторе
,
состав
-
ляющем
около
2%
в
год
,
приведенные
в
Стратегии
развития
электросетевого
комплекса
Российской
Фе
-
дерации
,
утвержденной
распоряжением
Правитель
-
ства
РФ
от
03.04.2013
№
511-
р
,
можно
перспективно
оценить
необходимый
объем
нового
строительства
и
реконструкции
низковольтных
сетей
с
применением
напряжения
0,95
кВ
,
который
может
составить
около
10–15%
от
общего
объема
инвестиций
,
направляе
-
мых
на
новое
строительство
и
реконструкцию
суще
-
ствующих
низковольтных
сетей
.
Одновременно
с
этим
в
настоящее
время
интерес
к
применению
сетей
напряжением
0,95
кВ
проявили
такие
организации
как
Росавтодор
и
газотранспорт
-
ные
компании
,
потребители
которых
характеризуются
небольшими
электрическими
нагрузками
,
но
значи
-
тельными
расстояниями
линий
электропередачи
при
организации
их
электроснабжения
.
При
внедрении
инновационной
сети
напряжением
0,95
кВ
необходимо
применять
схемные
решения
,
по
-
зволяющие
получить
общий
положительный
эффект
от
снижения
коммерческих
и
технических
потерь
элек
-
трической
энергии
,
который
компенсирует
дополни
-
тельные
технические
потери
,
обусловленные
приме
-
нением
индивидуальных
трансформаторов
.
ПИЛОТНОЕ
ВНЕДРЕНИЕ
В
2014
году
реализован
пилотный
проект
по
пере
-
воду
электрической
сети
города
Богородск
Нижего
-
родской
области
(
ОАО
«
МРСК
Центра
и
Приволжья
»)
на
напряжение
0,95
кВ
с
применением
индивидуаль
-
ных
трансформаторных
подстанций
и
в
течение
по
-
следующего
года
осуществлена
опытно
-
промышлен
-
ная
эксплуатация
пилотного
объекта
(
рисунок
3).
В
ходе
реализации
проекта
был
выбран
наиболее
экономически
обоснованный
вариант
электроснабже
-
ния
потребителей
—
комбинированная
распредели
-
тельная
электрическая
сеть
0,4–0,95
кВ
с
применени
-
ем
индивидуальных
трансформаторных
подстанций
0,95/0,4
кВ
и
0,55/0,23
кВ
.
Суммарные
затраты
на
реализацию
предложенно
-
го
варианта
сети
напряжением
0,95
кВ
оказались
ниже
на
33,8%
по
сравнению
с
вариантом
электроснабже
-
ния
потребителей
,
который
предлагалось
реализо
-
вать
по
традиционной
схеме
с
установкой
нескольких
групповых
потребительских
подстанций
6–10/0,4
кВ
.
По
результатам
реализации
пилотного
проекта
были
разработаны
и
изготовлены
опытные
образцы
индивидуальных
однофазных
и
трехфазных
транс
-
форматоров
и
успешно
проведены
их
испытания
.
Предложенное
техническое
решение
по
примене
-
нию
в
низковольтных
электрических
сетях
напряже
-
ния
0,95
кВ
защищено
патентом
на
изобретение
и
дву
-
мя
патентами
на
полезные
модели
(
патент
№
2554098
от
27.05.2015;
патент
№
147094
от
26.09.2014;
патент
№
145143
от
05.08.2014).
В
соответствии
с
распоряжением
ОАО
«
Россети
»
от
26.09.2014
№
412
р
,
предложено
сформировать
в
ря
-
де
Межрегиональных
распределительных
сетевых
компаний
перечень
объектов
для
реализации
пилот
-
ных
проектов
по
переводу
сети
0,4
кВ
на
класс
напря
-
жения
0,95
кВ
,
что
подтверждает
переход
к
активной
фазе
внедрения
данного
технического
решения
.
Также
решением
Технического
совета
ПАО
«
Россе
-
ти
» (
протокол
от
09.02.2016
№
1–16)
принято
считать
целесообразным
рассматривать
строительство
рас
-
пределительной
сети
0,95
кВ
в
населенных
пунктах
с
плотной
жилой
и
отдаленной
коттеджной
застройкой
.
Одновременно
с
этим
в
рамках
формирования
актуализированной
редакции
«
Положения
ПАО
«
Рос
-
сети
»
о
единой
технической
политике
в
электросете
-
вом
комплексе
»,
которая
планируется
к
утверждению
в
конце
2016
года
,
впервые
включены
рекомендации
по
применению
сетей
напряжением
0,95
кВ
и
требо
-
вания
о
необходимости
проведения
технико
-
экономи
-
ческого
обоснования
при
выборе
вариантов
электро
-
снабжения
населенных
пунктов
с
использованием
низковольтных
электрических
сетей
напряжением
0,4
кВ
или
0,95
кВ
.
№
5 (38) 2016
Оригинал статьи: Энергоэффективная технология передачи электрической энергии на напряжении 0,95 кВ
В распределительных электрических сетях существует круг проблем, от решения которых во многом зависит надежное и эффективное функционирование распределительного сетевого комплекса в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Одним из решений имеющихся проблем является внедрение инновационных технологий, позволяющих обеспечить условия для снижения потерь электрической энергии, увеличения пропускной способности электрических сетей и повышения эффективности их функционирования.
