38
Комплексный подход
к управлению реактивной
мощностью в распределительной
сети 6–10 кВ
Кулаченкова
А
.
А
.,
инженер
2
категории
управления
энергосбережения
и
повышения
энергоэффективности
филиала
ПАО
«
МРСК
Центра
» — «
Смоленскэнерго
»
Д
ля
преобразования
электроэнергии
(
одно
-
го
класса
напряжения
в
другой
или
электри
-
ческой
энергии
в
механическую
)
используются
электромагнит
-
ные
поля
,
для
создания
кото
-
рых
необходима
реактивная
энергия
.
Реактивная
мощность
(
РМ
) (Q) —
величина
,
характери
-
зующая
нагрузки
,
создаваемые
в
электротехнических
устрой
-
ствах
колебаниями
энергии
электромагнитного
поля
в
цепи
переменного
тока
.
РМ
не
связа
-
на
с
полезной
работой
электро
-
приемника
и
расходуется
на
соз
-
дание
электромагнитных
полей
в
электродвигателях
,
трансфор
-
маторах
,
линиях
[1].
Реактивная
мощность
не
про
-
изводит
полезной
работы
и
не
учитывается
при
оплате
элек
-
троэнергии
потребителями
.
Од
-
нако
,
протекая
от
генераторов
электростанций
,
являющихся
ее
первичными
производителями
,
до
электроустановок
конечных
потребителей
,
она
создает
до
-
полнительные
потери
активной
мощности
(
и
электроэнергии
),
которые
оплачиваются
организа
-
циями
,
осуществляющими
транс
-
порт
электроэнергии
и
несущими
дополнительные
затраты
.
Как
видно
из
формул
,
приведенных
ниже
,
при
передаче
и
распреде
-
лении
электроэнергии
реактив
-
ная
мощность
оказывает
влияние
на
потери
активной
мощности
(
энергии
) (1),
потери
напряже
-
ния
(2)
и
пропускную
способность
сетей
(3):
P
2
+
Q
2
P
= — ·
R
(1)
U
2
P
·
R
+
Q
·
X
P
= — (2)
U
2
S
2
=
P
2
+
Q
2
(3)
В
отличие
от
активной
электро
-
энергии
реактивная
может
быть
произведена
в
непосредственной
близости
от
конечного
потреби
-
теля
с
помощью
устройств
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
(
УКРМ
),
которыми
являются
бата
-
реи
статических
конденсаторов
,
синхронные
компенсаторы
,
ста
-
тические
компенсаторы
и
т
.
п
.
Как
показывают
исследования
[2],
около
70%
всей
мощности
УКРМ
,
которые
необходимо
установить
в
электрических
сетях
,
целесо
-
образно
устанавливать
в
сетях
0,4
кВ
, 25% —
в
сетях
6–10
кВ
и
около
5% —
в
сетях
110
кВ
и
выше
.
Такое
распределение
обеспечит
минимум
суммар
-
ных
затрат
на
УКРМ
и
на
поте
-
ри
электроэнергии
во
всех
сетях
в
целом
.
Рассмотрим
существующие
за
-
конодательные
требования
к
по
-
требителям
по
поддержанию
пре
-
дельных
значений
коэффициента
реактивной
мощности
tg
:
–
максимальные
допустимые
значения
коэффициента
реак
-
тивной
мощности
,
потребля
-
емой
в
часы
больших
суточ
-
ных
нагрузок
электрической
сети
,
установлены
Приказом
Мин
энер
го
РФ
от
23
июня
2015
года
№
380,
где
был
утвержден
«
Порядок
расчета
значений
соотношения
потре
-
бления
активной
и
реактивной
мощности
для
отдельных
энергопринимающих
устройств
(
групп
энергопринимающих
устройств
)
потребителей
элек
-
трической
энергии
»;
–
требования
к
регулированию
реактивной
мощности
потре
-
бителем
(
поддержанию
уста
-
новленных
значений
коэффи
-
циента
реактивной
мощности
)
должны
указываться
в
техни
-
ческих
условиях
на
технологи
-
ческое
присоединение
указан
-
ных
категорий
потребителей
(«
Правила
технологического
присоединения
энергоприни
-
мающих
устройств
потребите
-
лей
электрической
энергии
…»,
ПП
РФ
от
27
декабря
2004
года
№
861 [3,
п
. 25 «
в
»];
–
в
договоре
энергоснабжения
предусматривается
обязан
-
ность
потребителя
соблюдать
значения
соотношения
потре
-
бления
активной
и
реактивной
мощности
для
отдельных
энер
-
гопринимающих
устройств
по
-
требителя
,
определяемые
в
со
-
ответствии
с
договором
оказа
-
ния
услуг
по
передаче
электри
-
ческой
энергии
» («
Основные
положения
функционирования
розничных
рынков
электриче
-
ской
энергии
»,
ПП
РФ
от
4
мая
2012
года
№
442 [4,
ст
. 43];
–
при
невыполнении
потребите
-
лем
условий
договора
,
каса
-
ющихся
обеспечения
функци
-
онирования
устройств
компен
-
сации
реактивной
мощности
,
вводится
ограничение
режима
потребления
электрической
энергии
(«
Правила
полного
и
(
или
)
частичного
ограничения
режима
потребления
электри
-
ческой
энергии
»,
утвержден
-
ные
Постановлением
Прави
-
тельства
Российской
Федера
-
ЭНЕРГО-
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
39
ции
от
4
мая
2012
года
№
442
[4,
п
. 2 «
б
»].
Ограничение
потребления
электроэнергии
за
неподдержание
предельного
значения
tg
являет
-
ся
радикальной
и
трудновыполни
-
мой
мерой
.
Поэтому
остро
стоит
вопрос
разработки
и
утверждения
методики
расчета
самого
tg
и
по
-
вышающих
коэффициентов
к
цене
на
электроэнергию
за
его
превы
-
шение
по
аналогии
с
Методически
-
ми
указаниями
для
потребителей
ЕНЭС
(
Приказ
ФСТ
от
31
августа
2010
года
№
219-
э
/6).
Рассмотрим
действующую
на
данный
момент
в
филиалах
ПАО
«
МРСК
Центра
»
методику
оптими
-
зации
потоков
реактивной
мощно
-
сти
на
примере
филиала
«
Смо
-
ленскэнерго
»,
блок
-
схема
которой
представлена
на
рисунке
1.
На
первом
этапе
работы
про
-
изводится
анализ
потребления
реактивной
мощности
по
каждому
фидеру
сети
6–10
кВ
за
период
с
7:00
до
23:00 (
в
соответствии
со
временем
максимальных
на
-
грузок
,
указанных
в
Приказе
Мин
-
энерго
РФ
от
23
июня
2015
года
№
380)
и
вычисляются
значения
tg
по
каждому
фидеру
в
указан
-
ный
период
.
Далее
вычисляются
по
формуле
(4)
значения
мощно
-
сти
компенсирующих
устройств
,
которые
необходимо
установить
,
чтобы
значение
tg
не
превышало
установленных
:
Q
КУ
= 0,4 ·
P
i
–
Q
i
(4)
где
P
i
,
Q
i
—
замеры
активной
и
ре
-
активной
мощностей
в
соответ
-
ствующий
час
.
В
таблице
1
представлены
результаты
анализа
фидеров
6(10)
кВ
филиала
«
Смоленскэ
-
нерго
»,
про
веденного
на
основа
-
нии
почасовых
показаний
актив
-
ной
и
реактивной
электроэнергии
,
полученных
в
летний
режимный
день
2016
года
.
В
целях
разработки
и
выполне
-
ния
дальнейших
мероприятий
по
приведению
tg
к
нормативным
значениям
выполняется
анализ
причин
превышения
tg
.
В
таблице
2
представлена
раз
-
бивка
по
причинам
превышения
tg
выявленных
фидеров
6(10)
кВ
филиала
«
Смоленскэнерго
».
Под
термином
«
влияющие
по
-
требители
»
подразумеваются
по
-
требители
,
располагающие
значи
-
тельной
индуктивной
нагрузкой
.
При
этом
определение
«
влияю
-
щих
потребителей
»
на
фидерах
с
несколькими
«
возможно
влияю
-
щими
»
потребителями
затрудне
-
но
тем
обстоятельством
,
что
для
потребителей
с
мощностью
менее
670
кВт
отсутствуют
требования
к
учету
реактивной
энергии
(
необ
-
ходима
законодательная
инициа
-
тива
).
Если
в
результате
анализа
фи
-
дера
«
влияющие
потребители
»
не
обнаружены
,
проводится
расчет
технико
-
экономического
обосно
-
вания
установки
УКРМ
на
объек
-
Рис
. 1.
Алгоритм
работы
по
контролю
и
анализу
реактивной
мощности
в
электрических
сетях
Табл
. 1.
Результаты
анализа
фидеров
6(10)
кВ
Наименование
филиала
Количество
фидеров
6(10)
кВ
,
всего
Фидеры
6(10)
кВ
с
P
≥
100
кВт
и
tg
φ
> 0,4
Количество
Требуемая
мощность
компенси
-
рующих
устройств
для
приве
-
дения
Σ
tg
φ
к
значению
0,4;
Σ
Q
КУ
Предварительная
оценка
эффек
-
та
снижения
потерь
от
приведе
-
ния
Σ
tg
φ
к
значению
0,4
шт
.
шт
.
кВАр
тыс
.
кВт
·
ч
Смоленскэнерго
1379
166
34 209
4447
№
2 (41) 2017
40
тах
сетевой
компании
за
ее
счет
.
При
принятии
решения
о
возмож
-
ности
установки
УКРМ
необходи
-
мо
учитывать
влияние
снижения
перетоков
реактивной
мощности
на
уровни
напряжения
в
сети
(
осо
-
бенно
в
ремонтных
и
послеава
-
рийных
режимах
),
на
статическую
и
динамическую
устойчивость
сети
35–110
кВ
в
аварийных
ре
-
жимах
,
а
также
на
снижение
объ
-
емов
отключения
потребителей
автоматикой
отключения
при
сни
-
жении
напряжения
(
АОСН
)
при
ее
наличии
.
В
таблице
3
приведена
пред
-
варительная
оценка
потенциала
реализации
проектов
по
установ
-
ке
УКРМ
-0,4
кВ
на
объектах
фили
-
ала
«
Смоленскэнерго
».
На
участках
6 (10)
кВ
с
избы
-
точной
трансформаторной
мощ
-
ностью
в
ряде
случаев
перетоки
реактивной
мощности
обусловле
-
ны
не
потребителями
,
а
потерями
реактивной
мощности
в
транс
-
форматорах
.
В
данном
случае
следует
рассмотреть
возможность
применения
УКРМ
в
комплекте
с
ТП
6(10)/0,4
кВ
для
компенса
-
ции
потерь
реактивной
мощности
в
самом
трансформаторе
.
В
таб
-
лице
4
представлено
предвари
-
тельное
технико
-
экономическое
обоснование
комплектации
вновь
вводимых
КТП
6(10)/0,4
кВ
устрой
-
ствами
компенсации
реактивной
мощности
.
В
заключение
следует
отме
-
тить
,
что
отсутствие
экономи
-
ческих
стимулов
компенсации
сверхнорма
тивной
реактивной
мощности
потребителями
затруд
-
няет
техническую
реализацию
оптимизации
перетоков
реактив
-
ной
мощности
в
распределитель
-
ных
сетях
МРСК
Центра
.
Необхо
-
димо
на
законодательном
уровне
утвердить
нормативный
право
-
вой
акт
,
регулирующий
вопросы
порядка
расчетов
за
потребле
-
ние
и
генерацию
реактивной
энергии
(
мощности
).
Требуется
регламентирование
взаимоот
-
ношений
со
сбытовыми
органи
-
зациями
в
части
включения
по
-
Табл
. 2.
Разбивка
по
причинам
превышения
tg
φ
выявленных
фидеров
6(10)
кВ
филиала
«
Смоленскэнерго
»
Обусловлены
потерями
РМ
в
трансформаторах
Обусловлены
крупными
влияющими
потребителями
150
кВт
и
выше
Коли
-
чество
фиде
-
ров
,
шт
.
Требуемая
мощ
-
ность
компенсирую
-
щих
устройств
для
приведения
Σ
tg
φ
к
значению
0,4;
Σ
Q
КУ
,
кВАр
Предварительная
оценка
эффекта
снижения
потерь
от
приведения
Σ
tg
φ
к
значению
0,4,
тыс
.
кВт
·
ч
Коли
-
чество
фиде
-
ров
,
шт
.
Требуемая
мощ
-
ность
компенсирую
-
щих
устройств
для
приведения
Σ
tg
φ
к
значению
0,4;
Σ
Q
КУ
,
кВАр
Предварительная
оценка
эффекта
снижения
потерь
от
приведения
Σ
tg
φ
к
значению
0,4,
тыс
.
кВт
·
ч
97
21 590
2807
69
12 619
1640
Табл
. 3.
Предварительная
оценка
потенциала
реализации
проектов
по
установке
УКРМ
-0,4
кВ
Коли
-
чество
фиде
-
ров
Мощ
-
ность
УКРМ
,
кВАр
Снижение
потерь
в
год
,
тыс
.
кВт
·
ч
Стоимость
снижения
потерь
,
тыс
.
руб
.
Ориентировочная
стоимость
УКРМ
(
включая
СМР
и
ПНР
),
тыс
.
руб
.
Срок
оку
-
паемости
(
ориентиро
-
вочно
),
год
97
21 590
2807
5751,5
22 000
3,8
Табл
. 4.
Технико
-
экономическое
обоснование
комплектации
вновь
вводимых
КТП
6(10)/0,4
кВ
Тип
трансформатора
dQ
,
кВАр
Мощность
УКРМ
(
бли
-
жайшая
по
каталогу
),
кВАр
Сни
-
жение
потерь
,
кВт
·
ч
/
год
Стои
-
мость
снижения
потерь
,
руб
./
год
Стоимость
,
руб
.
Срок
окупае
-
мости
,
лет
УКРМ контактора
выключа
-
теля
-
разъ
-
единителя
ТМГэ
-160-10(6)/0,4
4,5
10
3600
7200
3842
1000
1225
0,93
ТМГэ
-250-10(6)/0,4
6,8
10
3600
7200
3842
1000
1225
0,93
ТМГэ
-400-10(6)/0,4
10
10
3600
7200
3842
1000
1225
0,93
ТМГэ
-630-10(6)/0,4
15,7
15
5400
10 800
4521
1200
1225
0,71
ТМГэ
-1000-10(6)/0,4
24,5
25
9000
18 000
5053
1500
1225
0,48
вышающих
коэффициентов
за
неподдержание
предельного
ко
-
эффициента
реактивной
мощно
-
сти
на
ГБП
в
условия
договора
на
энергоснабжения
.
Также
следует
внести
измене
-
ния
в
Правила
функционирования
розничных
рынков
электроэнер
-
гии
в
части
требований
к
учету
по
-
требителей
с
мощностью
энерго
-
принимающих
устройств
150
кВт
и
выше
(
применение
интерваль
-
ных
приборов
учета
с
возмож
-
ностью
фиксации
и
хранения
почасовых
профилей
активной
и
реактивной
мощности
),
что
по
-
зволит
осуществлять
непрерыв
-
ный
контроль
фактически
потре
-
бляемой
реактивной
мощности
такими
потребителями
.
Сетевым
организациям
необ
-
ходимо
установить
строгий
надзор
за
исполнением
технических
усло
-
ЭНЕРГО-
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
41
Н
.
В
.
Якшина
,
начальник
Департамента
энергосбережения
и
повышения
энергоэффективности
ПАО
«
МРСК
Центра
»
Проблема
оптимизации
по
-
токов
реактивной
мощ
-
ности
в
распределительных
сетях
становится
все
более
актуальной
.
В
соответствии
со
Стратегией
развития
электросетевого
комплекса
(
и
прочими
нормативными
правовыми
актами
)
сетевые
компании
сегодня
имеют
серьезные
обязательства
в
части
повышения
надеж
-
ности
и
доступности
сетевой
инфраструктуры
и
сниже
-
ния
потерь
электроэнергии
.
Как
показала
в
своей
статье
коллега
из
смоленского
фи
-
лиала
,
на
все
эти
целевые
ориентиры
реактивная
мощ
-
ность
оказывает
непосред
-
ственное
и
крайне
ощутимое
влияние
.
Проблема
реактивной
мощности
имеет
ярко
выра
-
женный
региональный
при
-
КОММЕНТ
АРИЙ
вий
заявителями
по
договорам
технологического
присоединения
в
части
установки
устройств
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
,
если
они
были
предусмотрены
проектом
.
Кроме
того
,
во
многих
случаях
целесообразна
установка
УКРМ
на
балансе
сетевой
компа
-
нии
при
строительстве
и
рекон
-
струкции
сетей
6(10)/0,4
кВ
в
целях
компенсации
потерь
реактивной
мощности
в
силовых
трансфор
-
маторах
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Сасов
А
.
М
.,
Сергунин
Д
.
А
.
Техни
-
ко
-
экономические
аспекты
исполь
-
зования
устройств
компенсации
реактивной
мощности
//
Пробле
-
мы
современной
экономики
, 2012,
№
2(42).
С
. 480–482.
2.
Железко
Ю
.
С
.
Потери
электро
-
энергии
.
Реактивная
мощность
.
Качество
электроэнергии
:
Руковод
-
ство
для
практических
расчетов
.
М
.:
Энас
, 2009. 456
с
. :
ил
.
3.
Постановление
Правительства
РФ
от
27.12.2004
г
.
№
861.
4.
Постановление
Правительства
РФ
от
04.05.2012
г
.
№
442.
ООО «ЕГЕ-ЭНЕРГАН»
www.ege-energan.ru
TQTT7l+ ª²G¥²¥°¡³°£+¥¢±ª¨©¯°Z+¤Zss:s@+«¨²Z+¯®¬Zs@
¥«Z*W7TsXqkqGQ{Gq{+qkqGQ{GTkZ
GNHK*HP=S 6P6fAPZft
ДУГОГАСЯЩИЕ
РЕАКТОРЫ 6–35 кВ
( ®¬¨ «¼®¥ ¯°¿¦¥¨¥±¥²¨*l+T{+T>+s{+s@+q>Ùª
( ®¬¨ «¼ ¿¬®¹®±²¼*®²T{{¤®7{{{ª
( °¨¶¨¯°¥£³«¨°®¢ ¨¿*¯«³¦¥°»©
( ¨ ¯ §®¯« ¢®£®°¥£³«¨°®¢ ¨¿²®ª ª®¬¯¥± ¶¨¨*®²T{¤®
T{{Y®¬¨ «¼®£®²®ª
( ®¯³±²¨¬®¥¢°¥¬¿° ¡®²»±§ ¬»ª ¨¥¬ §¥¬«¾¢Ù±¥²¨*¤«¨²¥«¼G
®W¡¥§®£° ¨·¥¨¿X
( µ« ¦¤¥¨¥*¥±²¥±²¢¥®¥+¬ ±«¿®¥
( ²±¥·»¥ª« ¯ » ° ¤¨ ²®° µ
( £¨² ¿±¨±²¥¬ ¡°®¥¢®£®²¨¯ W®¡¥±¯¥·¨¢ ¥²¬¨¨¬ «¼»¥
¯®²¥°¨¨®¡º¥¬¬ ±« X
( ¨ ¯ §®° ¡®·¨µ²¥¬¯¥° ²³°*®²:l{¤®[@{0
( ¹¨² ®²ª®°°®§¨¨*¯®«®¥®¶¨ª®¢ ¨¥¡ ª ¨Ù° ¤¨ ²®°®¢
( ³²¨°³¾¹¨©°¥§¨±²®°¤«¿±¥«¥ª²¨¢®£®®¯°¥¤¥«¥¨¿¯®¢G
°¥¦¤¥®£®´¨¤¥° ¨±¨¦¥¨¿ ¯°¿¦¥¨¿¥±²¥±²¢¥®©¥±¨¬G
¬¥²°¨¨ ¥©²° «¨
( ª ´³¯° ¢«¥¨¿±¶¨´°®¢»¬°¥£³«¿²®°®¬GnÚ
( ®²°®«¼®G¨§¬¥°¨²¥«¼»¥¯°¨¡®°»*°¥«¥³µ£®«¼¶ +½«¥ª²°®ª®G
² ª²»©²¥°¬®¬¥²°+¯®²¥¶¨®¬¥²°¯®«®¦¥¨¿°¥ ª²®° +¬¥µ ¨G
·¥±ª¨©³ª § ²¥«¼ ±²°®©ª¨²®ª ª®¬¯¥± ¶¨¨
( ª±¯¥°²®¥§ ª«¾·¥¨¥D®±±¥²¨E
¯° ¢ µ°¥ª« ¬»
ООО «ЕГЕ-ЭНЕРГАН»
официальный
представитель
EGE spol. s r.o.
(реактор
и трансформатор
вывода нейтрали
в одном баке)
Комбинированные
реакторы ASRС
Стандартные
реакторы ZTC (ASR)
знак
,
обуслов
ленный
структу
-
рой
потребителей
и
особен
-
ностями
построения
элек
-
трических
сетей
.
Так
в
зоне
ответственности
ПАО
«
МРСК
Центра
»
вопросы
управле
-
ния
реактивной
мощностью
имеют
наибольшую
значи
-
мость
в
Белгородском
,
Воро
-
нежском
,
Курском
и
Смолен
-
ском
филиалах
.
Моя
коллега
из
Смолен
-
ска
отразила
в
статье
,
на
мой
взгляд
,
наиболее
зна
-
чимые
аспекты
управления
реактивной
мощностью
для
сетевых
компаний
,
включая
проблемные
вопросы
и
про
-
белы
в
нормативной
и
право
-
вой
базе
.
№
2 (41) 2017
Оригинал статьи: Комплексный подход к управлению реактивной мощностью в распределительной сети 6-10 кВ
В статье отражены наиболее значимые аспекты управления реактивной мощностью для сетевых компаний, включая проблемные вопросы и пробелы в нормативной и правовой базе.
