22
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
Использование
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
нагрузок
для
повышения
качества
электрической
энергии
при
эксплуатации
сетей
В
статье
представлен
анализ
типовых
мест
установки
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
нагру
-
зок
,
рассмотрены
особенности
режимов
работы
сетей
с
не
-
симметричным
распределением
нагрузок
по
фазам
,
а
также
влияние
устройств
на
режимы
работы
таких
сетей
.
Пред
-
ставлены
данные
мониторинга
режимов
работы
сетей
в
раз
-
личных
точках
подключения
устройств
стабилизации
напря
-
жения
и
балансировки
нагрузок
.
Обоснована
необходимость
комплексного
подхода
к
выбору
типа
и
технических
харак
-
теристик
устройств
регулирования
режимов
работы
сетей
,
а
также
мест
их
установки
.
Представлены
результаты
ана
-
лиза
нормативно
-
технической
документации
,
на
основании
которых
определены
потребности
в
разработке
новых
стан
-
дартов
организации
.
Качество
электроэнергии
Н
а
сегодняшний
день
наблюдается
рост
общего
уровня
энергопотребления
,
по
-
вышение
в
сетях
доли
динамических
нагрузок
с
резкопеременным
характером
потребления
.
Такое
существенное
влияние
характера
потребления
на
режимы
работы
сетей
приводит
к
общему
снижению
надежности
электроснабжения
и
отклонению
качества
электроэнергии
от
нормируемых
параметров
.
Эти
проблемы
имеют
особенно
значительный
и
массовый
характер
в
разветвленных
и
слабо
наблюда
-
емых
распределительных
электрических
сетях
.
Ключевыми
параметрами
качества
электроэнергии
,
определяющими
надежную
и
эффективную
работу
потребителей
в
соответствии
с
ГОСТ
32144-2013,
являются
:
–
величина
установившегося
отклонения
напряжения
(
не
более
±10%
номинального
в
течение
100%
времени
интервала
в
одну
неделю
);
–
значения
коэффициентов
несимметрии
напряжений
по
обратной
и
нулевой
последо
-
вательности
в
точке
передачи
электрической
энергии
(
не
более
±2%
в
течение
95%
времени
интервала
в
одну
неделю
) [1].
Михаил
АСТАШЕВ
,
д
.
т
.
н
.,
доцент
,
заведую
-
щий
кафедрой
промыш
-
ленной
электроники
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Роман
КРАСНОПЕРОВ
,
к
.
т
.
н
.,
заместитель
директора
Центра
энергетической
электроники
—
начальник
отдела
цифровых
систем
распределения
электроэнергии
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Дмитрий
ПАНФИЛОВ
,
д
.
т
.
н
.,
профессор
,
начальник
Департа
-
мента
НТС
и
научно
-
технической
инфор
-
мации
—
научный
руководитель
АО
«
Россети
Научно
-
технический
центр
»
23
Результаты
регулярного
мониторинга
показателей
качества
электрической
энергии
(
ПКЭ
)
в
сетях
различных
классов
напряжения
свидетельствуют
о
том
,
что
наибольшие
отклонения
наблюдаются
в
распределительных
сетях
0,4
кВ
,
которые
обеспечивают
электроснабжение
большинства
бытовых
и
промышленных
потребителей
.
Такая
ситу
-
ация
обусловлена
рядом
причин
,
включая
быстрый
рост
энергопотребления
в
бытовом
и
промышленном
секторах
,
опережающие
темпы
развития
,
нелинейный
характер
нагру
-
зок
,
а
также
высокой
динамикой
суточного
и
сезонного
изменения
графика
потребления
.
Значительное
влияние
на
отклонения
напряжения
потребителей
оказывают
реактивные
токи
и
неравномерность
распределения
нагрузок
по
фазам
[2].
Особенно
остро
обозначенные
проблемы
проявляются
при
значительном
удалении
потребителей
от
трансформаторных
подстанций
(
ТП
) 6–10/0,4
кВ
[3].
На
уровне
сетевых
организаций
проблема
нормализации
установившегося
отклонения
напряжения
может
быть
решена
с
использованием
различных
подходов
[4].
В
большинстве
случаев
для
повышения
напряжения
в
конце
протяженных
линий
являются
неэффективными
меро
-
приятия
по
переключению
ответвлений
ПБВ
трансформаторов
,
модернизации
самих
ТП
,
в
том
числе
установка
трансформаторов
большей
мощности
и
др
.
Несущественный
эффект
также
имеет
перераспределение
нагрузок
потребителей
по
фазам
с
целью
сни
-
жения
несимметрии
напряжения
,
приводящей
к
выходам
медленных
отклонений
напря
-
жения
за
установленные
нормы
,
так
как
нагрузка
значительно
меняется
в
течение
суток
и
иных
временных
циклов
.
Одним
из
самых
эффективных
и
предпочтительных
методов
является
реконструкция
линий
электропередачи
,
включающая
увеличение
сечения
про
-
водов
,
разукрупнение
центров
питания
и
создание
разветвленной
сети
с
линиями
0,4
кВ
небольшой
протяженности
[5].
Однако
такой
подход
требует
значительных
финансовых
вложений
и
не
может
быть
реализован
в
сжатые
сроки
в
связи
с
длительностью
эта
-
пов
согласования
инвестиционный
проектов
.
В
качестве
временной
альтернативы
ре
-
конструкции
и
модернизации
сетей
используются
устройства
стабилизации
напряжения
и
балансировки
нагрузок
[6].
При
оценке
целесообразности
применения
устройств
стабилизации
напряжения
(
пун
-
ктов
регулирования
напряжения
6–20
кВ
и
вольтодобавочных
трансформаторов
0,4
кВ
)
для
обеспечения
установленных
требований
к
качеству
электроэнергии
подготавливает
-
ся
технико
-
экономическое
обоснование
оценки
всех
альтернативных
вариантов
меропри
-
ятий
.
С
этой
целью
в
ПАО
«
Россети
»
используется
стандарт
СТО
34.01-3.2.17-014.1-2020
«
Методические
указания
по
применению
вольтодобавочных
трансформаторов
(
пунктов
регулирования
напряжения
) 6–20
кВ
и
вольтодобавочных
трансформаторов
0,4
кВ
в
ли
-
ниях
электропередачи
распределительных
сетей
.
Том
1.1.
Методические
указания
».
При
этом
проведенный
комплексный
анализ
требований
государственных
стандартов
и
нормативно
-
технических
документов
ПАО
«
Россети
»,
показал
,
что
в
настоящее
время
отсутствует
методика
,
описывающая
комплексный
подход
по
выбору
типов
требуемых
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
нагрузок
,
а
также
по
определению
места
их
установки
в
сетях
.
На
практике
это
зачастую
приводит
к
установке
устройств
в
местах
электрических
сетей
,
не
позволяющих
получить
максимальный
эффект
.
На
ос
-
нове
накопленного
опыта
эксплуатации
устройств
стабилизации
напряжения
и
балан
-
сировки
нагрузок
возможна
разработка
общепринятой
методики
,
которая
позволит
выполнять
планирование
мероприятий
по
повышению
качества
электроэнергии
в
рас
-
пределительных
сетях
на
время
,
до
проведения
реконструкции
.
Применение
методики
позволит
повысить
эффективность
использования
дорогостоящих
устройств
за
счет
бо
-
лее
качественного
подхода
к
выбору
их
параметров
,
мест
установки
в
сетях
.
В
статье
представлен
анализ
типовых
мест
установки
устройств
стабилизации
на
-
пряжения
(
УСН
)
и
балансировки
нагрузок
(
УБН
),
рассмотрены
особенности
режимов
работы
сетей
с
несимметричным
распределением
нагрузок
по
фазам
,
а
также
влияние
устройств
на
режимы
работы
таких
сетей
.
Результаты
анализа
обуславливают
необходи
-
мость
комплексного
подхода
к
выбору
типов
устройств
регулирования
режимов
работы
сетей
и
мест
их
установки
.
Отдельно
в
работе
представлены
результаты
анализа
норма
-
Павел
РАШИТОВ
,
к
.
т
.
н
.,
доцент
кафедры
промышленной
электроники
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Анастасия
ГРИШИНА
,
начальник
отдела
метрологии
и
контроля
качества
электроэнергии
,
главный
метролог
ПАО
«
Россети
Ленэнерго
»
Сергей
ШУВАЛОВ
,
начальник
Департамен
-
та
технологического
развития
и
инноваций
ПАО
«
Россети
Ленэнерго
»
24
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
тивно
-
технической
документации
,
на
основании
которого
определена
потребность
в
разработке
новых
стандартов
организации
(
СТО
).
АНАЛИЗ
ТИПОВЫХ
МЕСТ
УСТАНОВКИ
УСТРОЙСТВ
СТАБИЛИЗАЦИИ
НАПРЯЖЕНИЙ
На
основе
опыта
эксплуатации
различных
устройств
ста
-
билизации
напряжения
в
сетях
0,4
кВ
можно
отметить
,
что
их
установка
обычно
производится
в
наиболее
проблемных
сетях
как
временная
мера
с
планами
последующей
рекон
-
струкции
.
Таким
образом
,
в
каждом
месте
установки
наблю
-
даются
режимы
работы
сетей
с
существенными
отклонени
-
ями
показателей
качества
электроэнергии
от
нормируемых
значений
.
При
этом
имеется
необходимость
классификации
мест
установки
и
потребность
обеспечения
нормированных
режимов
работы
сетей
без
случайных
событий
(
провалов
,
перенапряжений
,
кратковременных
прерываний
)
и
несимме
-
трии
напряжения
.
Можно
выделить
четыре
наиболее
часто
встречаемых
типа
мест
установки
УСН
:
1)
установка
в
непосредственной
близости
от
ТП
6–10/0,4
кВ
(
рисунок
1
а
);
2)
установка
в
месте
подключения
основных
потребителей
,
которые
удалены
от
ТП
6–10/0,4
кВ
на
расстоянии
более
500
м
(
рисунок
1
б
);
3)
установка
в
месте
подключения
между
потребителями
,
которые
удалены
от
ТП
6–10/0,4
кВ
на
расстоянии
более
500
м
(
рисунок
1
в
);
4)
установка
в
месте
разветвления
части
потребителей
,
которые
удалены
от
ТП
6–10/0,4
кВ
(
рисунок
1
г
).
На
рисунке
1
представлены
типовые
места
установки
устройств
стабилизации
напряжения
.
Рассмотрены
режи
-
мы
работы
сетей
по
результатам
мониторинга
качества
электроэнергии
в
каждом
из
указанных
типовых
мест
установки
УСН
в
действующих
линиях
.
Произведен
ана
-
лиз
влияния
и
применимости
УСН
и
УБН
,
сформировано
заключение
и
рекомендации
по
результатам
комплексного
анализа
.
В
каждом
из
представленных
мест
установки
на
-
блюдались
отклонения
фазных
напряжений
потребителей
от
нормированного
уровня
±10%.
При
этом
причины
откло
-
нения
напряжения
были
разные
,
а
именно
:
пониженное
на
-
пряжение
в
сети
6–10
кВ
,
падение
напряжения
на
линии
при
значительном
удалении
потребителей
от
ТП
,
возникнове
-
ние
напряжения
смещения
нейтрали
при
несимметричной
нагрузке
,
мощный
потребитель
на
конце
линии
.
По
результатам
проведенного
анализа
различных
мест
установки
УСН
в
сетях
0,4
кВ
можно
сделать
следующие
выводы
.
Особенностью
типового
места
установки
№
1
являет
-
ся
то
,
что
УСН
устанавливается
в
непосредственной
бли
-
зости
от
ТП
в
качестве
временной
меры
.
Сопротивление
проводов
ЛЭП
до
места
установки
УСН
незначительно
,
при
протекании
номинального
тока
потребления
практически
отсутствует
падение
напряжения
на
данном
участке
линии
,
в
том
числе
в
нейтральном
проводе
при
несимметричной
нагрузке
.
Вследствие
чего
УСН
работает
в
так
называемой
«
сильной
»
сети
и
в
процессе
стабилизации
напряжения
повышение
тока
потребления
не
оказывает
негативного
влияния
на
входное
напряжение
.
Применение
УСН
в
такой
сети
позволяет
устранить
отклонение
напряжения
у
по
-
требителей
,
поскольку
его
работа
не
приводит
к
дополни
-
тельному
снижению
напряжения
на
входе
.
Специального
расчета
для
выбора
места
установки
УСН
не
требуется
.
В
дальнейшем
при
низком
напряжении
в
сетях
6–10
кВ
не
-
обходима
реализация
устройств
регулирования
напряже
-
ния
в
центрах
питания
и
модернизация
линий
СН
.
Типовые
места
установки
УСН
№№
2, 3
и
4
являются
классическими
примерами
«
слабой
»
сети
.
Влияние
работы
УСН
на
режимы
работы
таких
сетей
становится
значитель
-
ным
.
Необходимо
учитывать
влияние
УСН
на
режимы
ра
-
боты
сетей
в
таких
местах
подключения
,
так
как
устройства
увеличивают
ток
потребления
при
внесении
положитель
-
ного
вольтодобавочного
напряжения
.
Это
обусловлено
обеспечением
баланса
мощности
на
входе
и
на
выходе
устройства
.
В
свою
очередь
увеличение
тока
сети
приво
-
дит
к
дополнительному
падению
напряжения
на
протяжен
-
ной
ЛЭП
и
дополнительному
снижению
напряжения
на
вхо
-
де
УСН
.
Таким
образом
,
возникает
режим
«
положительной
обратной
связи
»,
в
которой
УСН
,
обеспечивая
большую
вольтодобавку
,
дополнительно
снижает
входное
напря
-
жение
.
В
таких
сетях
важно
правильно
определить
место
установки
УСН
,
что
осуществляется
с
учетом
поопорной
схемы
и
профиля
нагрузки
.
Наличие
значительной
несим
-
метрии
может
потребовать
дополнительно
к
УСН
установ
-
ку
УБН
.
В
этом
случае
может
быть
осуществлено
полное
нормирование
режимов
работы
сетей
,
даже
с
учетом
их
дальнейшего
развития
и
изменения
структуры
потребле
-
ния
(
возможен
выбор
и
установка
устройств
с
учетом
про
-
гнозов
развития
сетей
).
В
качестве
примера
на
рисунке
2
представлены
не
-
дельные
временные
диаграммы
напряжения
в
каждой
из
фаз
на
входе
и
выходе
УСН
мощностью
100
кВА
.
Устрой
-
ство
установлено
в
сеть
,
в
которой
основная
группа
по
-
требителей
удалена
на
значительное
расстояние
от
ТП
6–10/0,4
кВ
(
более
800
м
).
С
учетом
протяженности
ЛЭП
до
потребителей
падение
напряжения
на
каждом
фаз
-
ном
проводе
составляет
более
чем
30
В
.
При
этом
в
сети
нагрузки
дополнительно
наблюдается
несимметричное
энергопотребление
по
фазам
,
что
приводит
к
возникнове
-
нию
тока
нейтрали
и
появлению
значительного
напряже
-
ния
смещения
нейтрали
на
протяженной
ЛЭП
.
В
результа
-
те
в
нагруженных
фазах
(
рисунок
2,
фаза
С
)
напряжение
значительно
снижается
,
а
в
ненагруженных
повышается
(
рисунок
2,
фазы
А
и
B).
Установка
УСН
в
примере
на
рисунке
2
привела
только
к
частичной
стабилизации
напряжения
по
ГОСТ
32144-2013.
Качество
электроэнергии
25
Рис
. 1.
Возможные
места
установки
устройств
стабилизации
напряжения
10
кВ
10
кВ
10
кВ
10
кВ
КТП
10/0,4
кВ
КТП
10/0,4
кВ
КТП
10/0,4
кВ
КТП
10/0,4
кВ
500–1000
м
>500
м
<100
м
УСН
УСН
УСН
УСН
а
)
б
)
в
)
г
)
26
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
Рис
. 2.
Динамика
колебаний
сетевого
напряжения
в
трех
фазах
в
течение
недели
Напряжение
,
В
Входное
напряжение
Выходное
напряжение
260
240
220
200
180
160
140
22
июл
2024 (
пн
)
23
июл
2024 (
вт
)
23
июл
2024 (
вт
)
24
июл
2024 (
ср
)
24
июл
2024 (
ср
)
Фаза
C
Напряжение
,
В
Входное
напряжение
Выходное
напряжение
280
260
240
220
200
180
22
июл
2024 (
пн
)
23
июл
2024 (
вт
)
23
июл
2024 (
вт
)
24
июл
2024 (
ср
)
24
июл
2024 (
ср
)
Фаза
B
Напряжение
,
В
Входное
напряжение
Выходное
напряжение
260
250
240
230
220
210
22
июл
2024 (
пн
)
23
июл
2024 (
вт
)
23
июл
2024 (
вт
)
24
июл
2024 (
ср
)
24
июл
2024 (
ср
)
Фаза
А
Качество
электроэнергии
27
Значительная
несимметрия
нагрузок
,
а
также
работа
УСН
в
протяженной
ЛЭП
приводят
к
провалам
напряжения
у
по
-
требителей
.
Такой
режим
является
крайне
жестким
и
не
-
желательным
для
потребителя
,
так
как
характеризуется
значительным
сбросом
-
набросом
напряжения
с
заданной
дискретностью
стабилизации
напряжения
УСН
(1–10
секунд
).
Таким
образом
,
при
установке
УСН
в
протяжен
-
ной
сети
частично
компенсировать
влияние
УСН
на
повышение
потерь
позволяет
выбор
места
установки
с
учетом
поопорной
схемы
и
профиля
нагрузки
.
Уста
-
новка
УСН
в
сеть
после
части
нагрузок
должна
осущест
-
вляться
в
точке
,
где
напряжение
сети
не
ниже
90%
от
номинального
значения
,
в
том
числе
с
учетом
влияния
УСН
.
Это
связано
с
тем
,
что
работа
УСН
основана
на
принципе
введения
вольтодобавочного
напряжения
по
-
следовательно
к
входному
.
В
результате
своей
работы
устройство
повышает
напряжение
на
своем
выходе
,
что
приводит
к
увеличению
фазного
входного
тока
сети
.
В
свою
очередь
,
увеличение
тока
сети
приводит
к
до
-
полнительному
падению
напряжения
на
протяженной
ЛЭП
и
дополнительному
снижению
напряжения
на
входе
УСН
.
Таким
образом
,
возникает
режим
«
положительной
обратной
связи
»,
в
которой
УСН
,
обеспечивая
большую
вольтодобавку
,
дополнительно
снижает
входное
напря
-
жение
.
В
связи
с
этим
необходимо
учитывать
влияние
устройства
на
напряжение
потребителей
до
места
его
установки
.
В
качестве
основной
рекомендации
можно
выделить
,
что
УСН
должно
устанавливаться
в
точке
сети
,
где
напряжение
не
ниже
90%
от
номинального
зна
-
чения
(198
В
).
Однако
на
практике
это
условие
часто
не
выполняется
,
в
результате
чего
у
потребителей
,
подклю
-
ченных
до
места
установки
УСН
,
наблюдается
снижение
напряжения
на
уровень
менее
90%
от
номинального
.
Дополнительное
применение
устройства
балансировки
способно
оказать
значительный
положительный
эффект
на
снижение
потерь
вследствие
несимметричного
распре
-
деления
нагрузок
.
АНАЛИЗ
НОРМАТИВНО
-
ТЕХНИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
,
ФОРМИРОВАНИЕ
ТРЕБОВАНИЙ
К
ТЕХНИЧЕСКИМ
ХАРАКТЕРИСТИКАМ
СОВРЕМЕННЫХ
УСТРОЙСТВ
В
качестве
основных
действующих
стандартов
по
направ
-
лению
применения
средств
стабилизации
напряжения
и
ба
-
лансировки
нагрузок
были
рассмотрены
:
–
СТО
34.01-3.2-013-2017 «
Вольтодобавочные
трансфор
-
маторы
.
Общие
технические
требования
»;
–
СТО
34.01-3.2.17-014.1-2020 «
Методические
указания
по
применению
вольтодобавочных
трансформаторов
(
пунктов
регулирования
напряжения
) 6–20
кВ
и
вольто
-
добавочных
трансформаторов
0,4
кВ
в
линиях
электро
-
передачи
»;
–
СТО
34.01-3.2.17-014.2-2020 «
Методические
указания
по
применению
вольтодобавочных
трансформаторов
(
пунктов
регулирования
напряжения
) 6–20
кВ
и
вольто
-
добавочных
трансформаторов
0,4
кВ
в
линиях
электро
-
передачи
распределительных
сетей
.
Том
1.2. «
Типовые
решения
»;
–
Приказ
от
20.06.2003
№
242 «
Правила
устройства
элек
-
троустановок
(
ПУЭ
).
Глава
4.3.
Преобразовательные
подстанции
и
установки
»;
–
Руководящие
материалы
по
проектированию
электро
-
снабжения
сельского
хозяйства
№
23/III
от
04.07.1978;
–
ГОСТ
30617-98 «
Модули
полупроводниковые
силовые
»
и
др
.
В
ходе
анализа
нормативно
-
технической
документа
-
ции
ПАО
«
Россети
»
установлено
что
требования
предъ
-
являются
исключительно
к
стабилизаторам
напряжения
(
вольтодобавочным
трансформаторам
)
масляного
типа
.
В
то
время
как
эта
технология
имеет
существенные
огра
-
ничения
по
мощности
реализуемых
устройств
и
по
другим
технико
-
экономическим
характеристикам
.
В
стандартах
не
рассмотрены
широко
применяемые
в
настоящий
мо
-
мент
УСН
,
работающие
на
принципе
ступенчатого
изме
-
нения
коэффициента
трансформации
ВДТ
,
в
том
числе
быстродействующие
полупроводниковые
УСН
[7–10].
Эта
особенность
в
числе
прочего
связана
с
инновационным
характером
полупроводниковых
устройств
стабилиза
-
ции
напряжения
,
а
также
относительно
небольшой
долей
таких
устройств
в
распределительных
электрических
сетях
в
настоящий
момент
времени
.
При
этом
большое
количество
преобразовательных
установок
в
электри
-
ческих
сетях
обуславливает
резкопеременный
характер
потребления
в
течение
суток
и
внедрение
УСН
с
полупро
-
водниковыми
коммутаторами
будет
только
расширяться
в
ближайшие
годы
[11–15].
По
результатам
проведенного
анализа
выделены
требования
,
которым
должны
удовлет
-
ворять
устройства
с
целью
их
соответствия
нормативной
документации
по
разработке
,
применению
и
эксплуатации
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
на
-
грузок
,
с
их
интеграцией
в
АСУ
ТП
и
возможностью
теле
-
управления
из
ДП
ЦУС
[16–27].
ОПЫТ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
УСТРОЙСТВ
На
рисунке
3
представлены
примеры
опыта
применения
УСН
в
распределительных
сетях
с
целью
соответствия
от
-
клонений
напряжения
в
месте
подключения
требованиям
ГОСТ
32144-2013.
Анализ
спектрального
состава
напряже
-
ния
на
входе
и
выходе
устройства
показал
,
что
устройство
не
осуществляет
генерацию
гармонических
составляющих
тока
и
напряжения
.
Анализ
результатов
эксплуатации
,
с
одной
стороны
,
подтверждает
обоснованность
и
актуальность
рассмо
-
тренных
в
статье
базовых
требований
к
УСН
,
а
с
другой
,
демонстрирует
эффективность
технических
решений
28
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
для
их
реализации
с
использованием
полупроводнико
-
вых
коммутаторов
.
Встроенные
в
устройства
системы
мониторинга
позволяют
отслеживать
не
только
состоя
-
ние
и
режимы
работы
УСН
и
его
компонентов
,
но
также
изучать
поведение
и
динамику
изменения
режимов
рабо
-
ты
электрических
сетей
0,4
кВ
.
В
частности
,
результаты
таких
исследований
подтвердили
необходимость
высо
-
кого
быстродействия
и
значительного
коммутационного
ресурса
коммутатора
УСН
.
В
ряде
случаев
количество
переключений
УСН
достигало
400
в
сутки
.
Так
,
приме
-
нение
полупроводниковых
ключей
в
коммутаторе
УСН
позволяет
достичь
высокой
скорости
регулирования
на
-
пряжения
(
не
более
40
мс
с
момента
отклонения
напря
-
жения
)
и
устранить
ограничения
на
коммутационный
ре
-
сурс
(
не
менее
107
циклов
переключений
),
характерные
,
например
,
для
механических
контакторов
[10].
На
основе
практического
опыта
проектирования
и
экс
-
плуатации
УСН
и
УБН
в
распределительных
электриче
-
ских
сетях
можно
сделать
вывод
о
эффективности
и
це
-
лесообразности
применения
устройств
данного
типа
для
решения
задач
обеспечения
нормируемых
показателей
качества
электрической
энергии
в
электроэнергетических
системах
в
части
медленных
отклонений
напряжения
.
При
этом
ключевыми
направлениями
развития
технологий
по
-
строения
УСН
и
УБН
остаются
обеспечение
высокой
на
-
дежности
работы
регуляторов
в
широком
диапазоне
изме
-
нения
режимов
работы
электрических
сетей
,
достижение
высоких
показателей
технико
-
экономической
эффективно
-
сти
оборудования
и
возможность
их
интеграции
в
АСУ
ТП
цифровых
распределительных
сетей
.
ВЫВОДЫ
В
статье
произведен
анализ
типовых
мест
установки
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
на
-
грузок
,
рассмотрены
особенности
режимов
работы
сетей
с
несимметричным
распределением
нагрузок
по
фазам
,
а
также
влияние
устройств
на
режимы
работы
таких
се
-
тей
.
Представлены
данные
мониторинга
режимов
рабо
-
ты
сетей
в
точках
подключения
устройств
стабилизации
напряжения
и
балансировки
нагрузок
.
Представлены
результаты
анализа
нормативно
-
технической
докумен
-
тации
,
на
основании
которого
определена
потребность
в
разработке
новых
СТО
и
основных
технических
требо
-
ваний
к
современным
средствам
стабилизации
напряже
-
ния
и
балансировки
нагрузок
.
Показана
необходимость
комплексного
подхода
к
выбору
типов
таких
устройств
и
мест
их
установки
.
С
целью
обеспечения
большей
эф
-
фективности
применения
современных
устройств
требу
-
ется
актуализация
и
разработка
соответствующих
норма
-
тивно
-
технических
документов
.
Рис
. 3.
Опыт
использования
УСН
в
распределительных
сетях
Качество
электроэнергии
29
ЛИТЕРАТУРА
1.
Карташев
И
.
И
.,
Тульский
В
.
Н
.,
Насы
-
ров
Р
.
Р
.
Основные
задачи
управления
качеством
электроэнергии
в
активно
-
адаптивной
сети
//
Электротехника
,
2015,
№
10.
С
. 28–33.
2.
Ванин
А
.
С
.,
Валянский
А
.
В
.,
Насы
-
ров
Р
.
Р
.,
Тульский
В
.
Н
.
Мониторинг
качества
электрической
энергии
для
оценки
надежности
работы
силового
оборудования
и
активно
-
адаптивного
регулирования
напряжения
в
распре
-
делительных
электрических
сетях
//
Электротехника
, 2016,
№
8.
С
. 29–33.
3.
Герасимов
С
.
Е
.,
Меркурьев
А
.
Г
.
Регу
-
лирование
напряжения
в
распредели
-
тельных
сетях
.
СПб
.:
Центр
подготовки
кадров
СЗФ
АО
«
ГВЦ
Энергетики
»,
1998. 84
с
.
4.
Гуков
П
.
О
.,
Кулешов
Д
.
Ю
.
Способы
регулирования
напряжения
в
распре
-
делительной
электрической
сети
/
Материалы
VIII
Международной
науч
-
но
-
практической
конференции
«
Акту
-
альные
проблемы
энергетики
АПК
».
Са
-
ратов
:
ООО
«
ЦеСАин
», 2017.
С
. 46–49.
5.
Копейкина
Т
.
В
.
Вопросы
построения
и
реконструкции
распределительных
сетей
//
Международный
журнал
при
-
кладных
и
фундаментальных
исследо
-
ваний
, 2016,
№
12-4.
С
. 592–595.
6.
СТО
34.01-3.2-013-2017.
Вольтодоба
-
вочные
трансформаторы
.
Общие
тех
-
нические
требования
.
Стандарт
орга
-
низации
ПАО
«
Россети
», 2017. 42
с
.
7.
Красноперов
Р
.
Н
.,
Асташев
М
.
Г
.,
Аль
-
тергот
А
.
В
.
и
др
.
Адаптивные
полупро
-
водниковые
регуляторы
реактивной
мощности
с
высоким
качеством
реак
-
тивного
тока
для
сетей
0,4
кВ
//
Элек
-
тротехника
, 2024,
№
6.
С
. 43–51.
8.
Асташев
М
.
Г
.,
Панфилов
Д
.
И
.,
Красно
-
перов
Р
.
Н
.
и
др
.
Полупроводниковые
устройства
стабилизации
переменного
напряжения
для
повышения
качества
электрической
энергии
в
цифровых
распределительных
электрических
се
-
тях
0,4
кВ
//
Электротехника
, 2023,
№
6.
С
. 13–20.
9.
Асташев
М
.
Г
.,
Панфилов
Д
.
И
.,
Красно
-
перов
Р
.
Н
.
и
др
.
Развитие
технологии
полупроводниковых
устройств
регули
-
рования
напряжения
трансформаторов
под
нагрузкой
для
цифровых
транс
-
форматорных
подстанций
6–10/0,4
кВ
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
рас
-
пределение
, 2022,
№
5(74).
С
. 32–41.
10.
Панфилов
Д
.
И
.,
Асташев
М
.
Г
.,
Раши
-
тов
П
.
А
.,
Рожков
А
.
Н
.
Анализ
способов
управления
ключами
тиристорного
мо
-
ста
переменного
тока
//
Известия
Рос
-
сийской
академии
наук
.
Энергетика
,
2014,
№
4.
С
. 148–159.
11. Heitor M.R.J., Melo I.D., Nepomuceno E.
An interval power
fl
ow for unbalanced
distribution systems based on the
Three-Phase Current Injection Method.
International Journal of Electrical Power
& Energy Systems, 2022, vol. 139,
p. 107921.
12. Malengret M., Gaunt C.T. General theory
of average power for multi-phase systems
with distortion, unbalance and direct
current components. Electric Power
Systems Research, 2011, vol. 84, no. 10,
pp. 1897-1904.
13.
Часов
А
.
В
.,
Панфилов
Д
.
И
.,
Аста
-
шев
М
.
Г
.
и
др
.
Устройства
симметри
-
рования
режимов
работы
трехфазных
четырехпроводных
линий
электропе
-
редачи
//
Электротехника
, 2022,
№
6.
С
. 16–22.
14.
Асташев
М
.
Г
.,
Журавлев
И
.
И
.,
Рябо
-
ва
Е
.
А
.,
Часов
А
.
В
.
Отечественные
технологии
устройств
силовой
электро
-
ники
для
снижения
потерь
и
улучшения
показателей
качества
электрической
энергии
/
Материалы
10-
й
Междуна
-
родной
научно
-
практической
конфе
-
ренции
«
Инновационные
перспективы
Донбасса
».
Донецк
:
Донецкий
наци
-
ональный
технический
университет
,
2024.
С
. 56–60.
15.
Эльхоли
А
.
М
.,
Панфилов
Д
.
И
.,
Аста
-
шев
М
.
Г
.
и
др
.
Анализ
влияния
сим
-
метрирующих
устройств
на
режимы
работы
распределительных
сетей
//
Электротехника
, 2024,
№
6.
С
. 2–16.
16.
СТО
34.01-21-005-2019.
Цифровая
электрическая
сеть
.
Требования
к
проек
-
тированию
цифровых
распределитель
-
ных
электрических
сетей
0,4–220
кВ
.
Стандарт
организации
ПАО
«
Россети
»,
2019. 54
с
.
17.
СТО
34.01-39.3-003-2018.
Регламент
управления
качеством
электрической
энергии
в
распределительных
элек
-
трических
сетях
дочерних
зависимых
обществ
ПАО
«
Россети
».
Стандарт
ор
-
ганизации
ПАО
«
Россети
», 2018. 23
с
.
18.
СТО
56947007-29.240.043-2010.
Ру
-
ководство
по
обеспечению
электро
-
магнитной
совместимости
вторичного
оборудования
и
систем
связи
электро
-
сетевых
объектов
.
Стандарт
организа
-
ции
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
», 2010. 25
с
.
19.
СТО
56947007-29.240.02.001-2008.
Методические
указания
по
защите
рас
-
пределительных
электрических
сетей
напряжением
0,4–10
кВ
от
грозовых
пе
-
ренапряжений
.
Стандарт
организации
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
», 2008. 52
с
.
20.
ГОСТ
28167-89.
Преобразователи
пе
-
ременного
напряжения
полупрово
-
дниковые
.
Общие
технические
требо
-
вания
. URL: https://docs.cntd.ru/docu-
ment/1200012448.
21.
СТО
34.01-3.2-013-2017.
Вольтодоба
-
вочные
трансформаторы
.
Общие
тех
-
нические
требования
.
Стандарт
орга
-
низации
ПАО
«
Россети
», 2017. 43
с
.
22.
СТО
34.01-3.2.17-014.1-2020.
Методи
-
ческие
указания
по
применению
вольтодобавочных
трансформаторов
(
пунктов
регулирования
напряжения
)
6–20
кВ
и
вольтодобавочных
транс
-
форматоров
0,4
кВ
в
линиях
электро
-
передачи
распределительных
сетей
.
Том
1.1.
Методические
указания
.
Стандарт
организации
ПАО
«
Россе
-
ти
», 2020. 44
с
.
23.
СТО
34.01-3.2.17-014.2-2020.
Мето
-
дические
указания
по
применению
вольтодобавочных
трансформато
-
ров
(
пунктов
регулирования
напря
-
жения
) 6–20
кВ
и
вольтодобавочных
трансформаторов
0,4
кВ
в
линиях
электропередачи
распределитель
-
ных
сетей
.
Том
1.2.
Типовые
решения
.
Стандарт
организации
ПАО
«
Рос
-
сети
», 2020. 44
с
.
24.
СТО
56947007-25.040.40.226-2016.
Общие
технические
требования
к
АСУ
ТП
ПС
ЕНЭС
.
Основные
требования
к
программно
-
техническим
средствам
и
комплексам
.
Стандарт
организации
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
», 2016. 71
с
.
25.
ГОСТ
IEC 60870-4-2011.
Устройства
и
системы
телемеханики
. URL: https://
docs.cntd.ru/document/1200096302.
26.
ГОСТ
Р
МЭК
61850-3-2005.
Сети
и
сис
-
темы
связи
на
подстанциях
.
Часть
3.
Основные
требования
. URL: https://
docs.cntd.ru/document/1200044032.
27.
ГОСТ
Р
МЭК
61850-5-2011.
Сети
и
сис
-
темы
связи
на
подстанциях
.
Часть
5.
Требования
к
связи
для
функций
и
мо
-
делей
устройств
. URL: https://docs.
cntd.ru/document/1200093460.
Оригинал статьи: Использование устройств стабилизации напряжения и балансировки нагрузок для повышения качества электрической энергии при эксплуатации сетей
В статье представлен анализ типовых мест установки устройств стабилизации напряжения и балансировки нагрузок, рассмотрены особенности режимов работы сетей с не симметричным распределением нагрузок по фазам, а также влияние устройств на режимы работы таких сетей. Представлены данные мониторинга режимов работы сетей в различных точках подключения устройств стабилизации напряжения и балансировки нагрузок. Обоснована необходимость комплексного подхода к выбору типа и технических характеристик устройств регулирования режимов работы сетей, а также мест их установки. Представлены результаты анализа нормативно-технической документации, на основании которых определены потребности в разработке новых стандартов организации.
