56
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(6),
сентябрь
2017
Евгений
НЕПОМНЯЩИЙ
,
начальник
отдела
диагностики
и
методологии
управления
электросетевыми
активами
управления
технической
эксплуатации
ДЭиТОиР
ПАО
«
МРСК
Сибири
»
Определение
загрузки
силовых
трансформаторов
,
резерва
мощности
и
загрузки
центров
питания
в
ERP-
системах
Управление
производственными
активами
в
группе
ком
-
паний
ПАО
«
Россети
»
направлено
на
достижение
стратеги
-
ческих
целей
электросетевого
комплекса
,
установленных
Стратегией
развития
электросетевого
комплекса
Россий
-
ской
Федерации
[1]
и
Долгосрочной
программой
развития
ОАО
«
Россети
» [2].
В
соответствии
со
Стратегией
основными
приоритета
-
ми
магистрального
электросетевого
комплекса
явля
-
ются
поддержание
и
развитие
инфраструктуры
(
ли
-
нии
и
трансформаторы
),
позволяющей
обеспечить
выдачу
мощности
станций
и
передачу
электрической
энергии
в
распределительные
сети
,
а
также
обеспечение
энергетиче
-
ской
целостности
(
безопасности
)
государства
.
При
этом
це
-
лью
функционирования
распределительного
электросетевого
комплекса
является
долгосрочное
обеспечение
надежного
,
качественного
и
доступного
энергоснабжения
потребителей
на
всей
территории
соответствующего
региона
на
этапе
рас
-
пределения
электрической
энергии
за
счет
организации
мак
-
симально
эффективной
инфраструктуры
.
ПАО
«
МРСК
Сибири
» —
одна
из
крупнейших
в
России
распределительных
сетевых
компаний
.
Деятельность
ком
-
пании
является
основой
социально
-
экономического
благо
-
получия
населения
Сибирского
федерального
округа
.
Стремление
к
оказанию
услуг
,
уровень
которых
отвечает
требованиям
потребителей
,
Общества
и
национальных
стан
-
дартов
,
поддерживается
готовностью
к
реализации
планов
по
развитию
и
эксплуатации
действующей
энергетической
инфраструктуры
,
а
также
применению
современных
матери
-
алов
,
оборудования
,
технологий
,
постоянного
совершенство
-
вания
производственных
процессов
с
учетом
технических
на
-
работок
,
научных
изысканий
,
нужд
и
ожиданий
потребителей
.
Одним
из
инструментов
достижения
поставленных
пе
-
ред
компанией
целей
является
внедрение
системы
управле
-
ния
производственными
активами
(
СУПА
).
На
сегодняшний
день
в
Обществе
сформированы
планы
внедрения
и
разви
-
тия
,
политика
СУПА
,
элементы
СУПА
встроены
в
систему
управления
компанией
,
ведется
внедрение
разработанных
подходов
,
осуществляются
работы
по
выявлению
,
анализу
и
применению
лучших
практик
управления
производствен
-
ными
активами
.
Целостность
основных
процессов
СУПА
(
планирование
и
выполнение
программ
ТОиР
и
ТПиР
,
анализ
результатов
выполнения
производственных
программ
)
поддерживается
организационным
,
нормативно
-
методологическим
и
регла
-
ментным
обеспечением
.
Предпосылкой
к
разработке
механизма
определения
загрузки
силовых
трансформаторов
,
резерва
мощности
и
загрузки
центров
питания
послужила
необходимость
совершенствования
бизнес
-
процесса
по
технологиче
-
скому
присоединению
энергопринимающих
устройств
заявителя
к
электрическим
сетям
ПАО
«
МРСК
Сибири
»
в
части
:
–
исключения
из
процесса
подготовки
технических
условий
персонала
районов
электрических
сетей
(
РЭС
);
–
сокращения
сроков
определения
необходимых
меропри
-
ятий
по
строительству
,
либо
реконструкции
сетей
при
подготовке
технических
условий
;
–
повышения
доступности
информации
о
возможности
подключения
к
сетям
Общества
и
,
как
следствие
,
повы
-
шения
репутационного
рейтинга
компании
.
Решение
производственных
задач
57
В
рамках
решения
задачи
использованы
данные
итогов
:
–
паспортизации
объектов
электрической
сети
Общества
в
КИСУ
ТОРО
(
Корпоративной
интегрированной
системы
управления
техническим
обслуживанием
и
ремонтами
оборудования
на
платформе
SAP ERP);
–
создания
топологии
электрической
сети
;
–
реализации
мероприятий
по
учету
состояния
обору
-
дования
в
части
фиксации
в
КИСУ
ТОРО
результатов
контрольных
замеров
токов
и
напряжений
.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАГРУЗКИ
СИЛОВОГО
ТРАНСФОРМАТОРА
ПО
УРОВНЮ
НАПРЯЖЕНИЯ
3–35/0,4
КВ
При
проведении
замеров
в
периоды
минимума
и
максимума
нагрузок
на
ТП
и
РП
3–20/0,4
кВ
измеряются
значения
(
ри
-
сунок
1):
1)
нагрузок
фазных
проводников
:
–
I
А
—
ток
нагрузки
фазы
А
,
А
;
–
I
В
—
ток
нагрузки
фазы
В
,
А
;
–
I
С
—
ток
нагрузки
фазы
С
,
А
;
–
I
0
—
ток
в
нулевом
проводнике
,
А
.
2)
уровней
фазных
напряжений
:
–
U
А
0
—
фазное
напряжение
фазы
А
,
В
;
–
U
В
0
—
фазное
напряжение
фазы
В
,
В
;
–
U
С
0
—
фазное
напряжение
фазы
С
,
В
.
3)
уровней
линейных
(
междуфазных
)
напряжений
:
–
U
АВ
—
линейное
напряжение
фаз
А
и
В
,
В
;
–
U
ВС
—
линейное
напряжение
фаз
В
и
С
,
В
;
–
U
АС
—
линейное
напряжение
фаз
А
и
С
,
В
.
При
этом
измеренные
значения
токов
хранятся
в
виде
документов
измерения
на
технических
местах
присоедине
-
ний
ЛЭП
(
рисунок
2).
Измеренные
значения
уровней
фазных
и
линейных
напряжений
хранятся
в
виде
документов
изме
-
рения
на
техническом
месте
системы
шин
0,4
кВ
.
При
проведении
измерений
нагрузок
должны
опреде
-
ляться
как
значения
токов
непосредственно
на
силовых
трансформаторах
,
так
и
значения
токов
на
всех
присоеди
-
нениях
ТП
,
РП
3–20/0,4
кВ
,
на
которых
установлены
данные
трансформаторы
.
Однако
,
в
силу
конструктивных
особен
-
ностей
большинства
электроустановок
,
измерение
параме
-
тров
непосредственно
на
трансформаторе
оказывается
за
-
труднено
,
поскольку
при
этом
возникает
риск
приближения
к
токоведущим
частям
,
находящимся
под
напряжением
,
на
недопустимое
расстояние
.
При
этом
значение
токов
нагрузки
каждой
фазы
транс
-
форматора
может
быть
определено
как
сумма
токов
этой
фазы
по
всем
присоединениям
.
Например
для
фазы
А
:
I
A
=
1
n
I
A
n
=
I
A1
+
I
A2
+ ... +
I
A
n
,
где
I
A
—
ток
фазы
А
силового
трансформатора
,
А
;
I
A
n
—
ток
фазы
А
n
-
го
присоединения
,
А
.
Рассчитанные
значения
хранятся
в
виде
документов
из
-
мерения
на
техническом
месте
присоединения
трансформа
-
тора
по
стороне
0,4
кВ
.
Значения
фазных
и
линейных
напряжений
для
каждой
из
секций
шин
могут
быть
измерены
в
любых
точках
распреде
-
лительного
устройства
низкого
напряжения
ТП
6–10/0,4
кВ
(
рисунок
3).
Рис
. 1.
Техническое
место
(
модель
)
ТП
3–20/0,4
кВ
Рис
. 2.
Точки
измерения
на
техническом
месте
присоединения
ЛЭП
Рис
. 3.
Точки
измерения
на
техническом
месте
системы
(
секции
)
шин
58
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(6),
сентябрь
2017
Для
каждого
присоединения
на
основании
измерен
-
ных
значений
токов
и
напряжения
определяется
активная
мощность
:
P
A
1 =
I
A1
· U
A0
·
cos
,
кВт
,
где
P
A
—
нагрузка
фазы
А
силового
трансформатора
,
Вт
;
I
A1
—
ток
фазы
А
соответствующего
присоединения
силово
-
го
трансформатора
,
А
;
U
A0
—
фазное
напряжение
фазы
А
,
В
;
cos
—
коэффициент
мощности
,
отношение
кВт
к
кВА
(
в
случае
отсутствия
расчетного
значения
cos
,
его
пре
-
дельное
значение
определяется
в
соответствии
с
приложе
-
нием
к
приказу
Министерства
промышленности
и
энергетики
РФ
от
22.02.2007
№
49 [3],
а
именно
:
для
уровня
напряже
-
ния
в
точке
присоединения
к
электрическим
сетям
110
кВ
cos
= 0,894,
для
уровня
напряжения
в
точке
присоедине
-
ния
к
электрическим
сетям
6–10–35
кВ
cos
= 0,928,
для
уровня
напряжения
в
точке
присоединения
к
электрическим
сетям
0,4
кВ
cos
= 0,944);
P
ПР
1
= (
P
A1
+
P
B1
+
P
C1
)
⁄
1000,
кВт
;
для
присоединения
трансформатора
:
P
Т
= (
P
A
+
P
B
+
P
C
)
⁄
1000,
кВт
.
Полученные
значения
должны
храниться
в
виде
доку
-
ментов
измерения
на
технических
местах
присоединений
ЛЭП
и
трансформатора
соответственно
.
По
результатам
измеренных
значений
уровней
фазных
напряжений
и
токов
нагрузки
трансформатора
могут
быть
определены
полные
мощности
нагрузки
трансформатора
по
фазам
,
например
для
фазы
А
:
S
A
=
I
A
· U
A0
,
ВА
,
где
S
A
—
нагрузка
фазы
А
силового
трансформатора
,
ВА
;
I
A
—
ток
фазы
А
силового
трансформатора
,
А
;
U
A0
—
фазное
напряжение
фазы
А
,
В
.
Полная
нагрузка
трансформатора
может
быть
определе
-
на
как
сумма
загрузок
трансформатора
по
фазам
:
S
T
= (
S
A
+
S
B
+
S
C
)
⁄
1000,
кВА
,
где
S
T
—
полная
загрузка
силового
трансформатора
,
кВА
;
S
A
—
нагрузка
фазы
А
силового
трансформатора
,
ВА
;
S
B
—
нагрузка
фазы
B
силового
трансформатора
,
ВА
;
S
C
—
нагрузка
фазы
C
силового
трансформатора
,
ВА
.
Рассчитанное
значение
хранится
в
виде
документа
из
-
мерения
на
техническом
месте
трансформатора
.
Уровень
загрузки
трансформатора
может
быть
опреде
-
лен
следующим
образом
:
У
T
=
S
T
/
S
ном
·
100, %,
где
У
T
—
уровень
загрузки
трансформатора
, %;
S
T
—
полная
нагрузка
силового
трансформатора
,
кВА
;
S
ном
—
номиналь
-
ная
паспортная
мощность
силового
трансформатора
,
кВА
.
Рассчитанное
значение
также
хранится
в
виде
докумен
-
та
измерения
на
техническом
месте
трансформатора
(
рису
-
нок
4).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАГРУЗКИ
СИЛОВОГО
ТРАНСФОРМАТОРА
35–220
КВ
На
основании
результатов
контрольных
измерений
нагрузок
на
вводах
силовых
трансформаторов
и
отходящих
от
ПС
ЛЭП
,
уровней
напряжения
на
шинах
ПС
,
персоналом
под
-
разделений
электрических
режимов
составляется
баланс
мощности
по
ПС
35–220
кВ
(
рисунок
5).
Значения
активной
и
реактивной
мощности
заносятся
в
виде
документов
изме
-
рения
на
технические
места
присоединений
трансформато
-
ра
к
шинам
НН
(
СН
):
Для
двухобмоточных
трансформаторов
:
P
HH
—
активная
мощность
на
вводе
НН
трансформатора
,
МВт
;
Q
HH
—
реактивная
мощность
на
вводе
НН
трансформатора
,
МВАр
.
Для
трехобмоточных
трансформаторов
:
P
HH
—
активная
мощность
на
вводе
НН
трансформатора
,
МВт
;
Q
HH
—
реактивная
мощность
на
вводе
НН
трансформатора
,
МВАр
;
P
CH
—
активная
мощность
на
вводе
C
Н
трансформатора
,
МВт
;
Q
CH
—
реактивная
мощность
на
вводе
C
Н
трансформатора
,
МВАр
.
Рис
. 4.
Точки
измерения
на
техническом
месте
трансформато
-
ра
3–20
кВ
Рис
. 5.
Точки
измерения
на
техническом
месте
трансформато
-
ра
35–220
кВ
Решение
производственных
задач
59
Для
двухобмоточных
трансформаторов
с
расщепленной
обмоткой
:
P
HH1
—
активная
мощность
на
1
вводе
НН
трансформатора
,
МВт
;
Q
HH1
—
реактивная
мощность
на
1
вводе
НН
трансформато
-
ра
,
МВАр
;
P
HH2
—
активная
мощность
на
2
вводе
НН
трансформатора
,
МВт
;
Q
HH2
—
реактивная
мощность
на
2
вводе
НН
трансформато
-
ра
,
МВАр
.
По
имеющимся
данным
полная
загрузка
силового
транс
-
форматора
может
быть
определена
следующим
образом
:
–
для
двухобмоточного
трансформатора
__________
S
T
=
√
P
2
HH
+
Q
2
HH
·
1000,
кВА
;
–
для
трехобмоточного
трансформатора
__________
__________
S
T
= (
√
P
2
HH
+
Q
2
HH
+
√
P
2
CH
+
Q
2
CH
)
·
1000,
кВА
;
–
для
двухобмоточного
трансформатора
с
расщепленной
обмоткой
___________
___________
S
T
= (
√
P
2
HH1
+
Q
2
HH1
+
√
P
2
HH2
+
Q
2
HH2
)
·
1000,
кВА
.
Рассчитанное
значение
хранится
в
виде
документа
из
-
мерения
на
техническом
месте
трансформатора
.
Уровень
загрузки
трансформатора
может
быть
опреде
-
лен
следующим
образом
:
У
T
=
S
T
/
S
ном
·
100, %,
где
У
T
—
уровень
загрузки
трансформатора
, %;
S
T
—
полная
загрузка
силового
трансформатора
,
кВА
;
S
ном
—
номиналь
-
ная
паспортная
мощность
силового
трансформатора
,
кВА
.
Рассчитанное
значение
хранится
в
виде
документа
из
-
мерения
на
техническом
месте
трансформатора
.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАГРУЗКИ
ПС
,
ТП
,
РП
На
основании
ранее
рассчитанных
данных
определяется
суммарная
нагрузка
подстанции
:
–
для
ПС
,
ТП
,
РП
с
одним
трансформатором
S
ПС
=
S
T
,
кВА
;
–
для
ПС
,
ТП
,
РП
с
двумя
и
более
трансформаторами
S
ПС
=
S
T1
+
S
T2
+ ... +
S
T
n
,
кВА
.
Определяется
суммарная
номинальная
мощность
ПС
,
ТП
,
РП
с
учетом
критерия
n
– 1:
–
для
ПС
,
ТП
,
РП
с
одним
трансформатором
S
ПСном
=
S
T
·
1,05,
кВА
;
–
для
ПС
,
ТП
,
РП
с
двумя
и
более
трансформаторами
S
ПСном
= (
S
T1
ном
+
S
T2
ном
+ ... +
S
T
n
ном
–
S
T
макс
)
·
1,05,
кВА
,
где
S
T
макс
—
наибольшая
номинальная
мощность
трансфор
-
матора
,
кВА
.
Уровень
загрузки
ПС
,
ТП
,
РП
определяется
как
:
У
ПС
=
S
ПС
/
S
ПСном
·
100, %.
Полученные
данные
хранятся
в
виде
документа
измере
-
ния
на
техническом
месте
ПС
,
ТП
,
РП
(
рисунок
6).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
РЕЗЕРВА
МОЩНОСТИ
И
ЗАГРУЗКИ
ЦЕНТРА
ПИТАНИЯ
с
учетом
присоединенных
потребителей
,
принятых
заявок
и
заключенных
договоров
на
осуществление
техприсоединения
Резерв
мощности
ПС
,
ТП
,
РП
с
учетом
присоединенных
по
-
требителей
и
заключенных
договоров
определяется
по
вы
-
ражению
:
R
Д
= (
S
ПСном
–
S
ПС
)
·
cos
–
P
Д
,
кВт
,
где
S
ПСном
—
суммарная
номинальная
мощность
с
учетом
критерия
n
-1,
кВА
;
S
ПС
—
суммарная
нагрузка
подстан
-
ции
,
кВА
;
cos
—
коэффициент
мощности
(
для
уровня
напряжения
110
кВ
принято
значение
cos
= 0,894,
для
3–35
кВ
—
cos
= 0,928);
P
Д
—
текущий
объем
мощности
по
заключенным
договорам
технологического
присоединения
по
нижестоящей
иерархии
конкретной
ПС
,
ТП
,
РП
(
мощность
по
заключенным
договорам
рассчитывается
на
основании
данных
,
занесенных
в
базу
данных
модуля
ТП
SAP ERP
как
сумма
мощностей
по
заявке
соответствующего
договора
):
P
Д
=
P
Д
1
+
P
Д
2
+ ... +
P
Д
n
,
кВт
.
Значение
Р
Д
рассчитывается
еженедельно
и
сохраня
-
ется
на
технических
местах
ПС
,
ТП
,
РП
в
виде
документов
измерений
.
Уровень
загрузки
ПС
,
ТП
,
РП
с
учетом
присоединенных
потребителей
и
заключенных
договоров
определяется
как
S
ПС
+
Р
Д
⁄
cos
У
ПС
д
= —
·
100, %.
S
ПСном
Значение
У
ПС
д
рассчитывается
еженедельно
и
сохраня
-
ется
на
технических
местах
ПС
,
ТП
,
РП
в
виде
документов
измерений
.
Рис
. 6.
Точки
измерения
на
техническом
месте
подстанции
35–220
кВ
60
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(6),
сентябрь
2017
Резерв
мощности
центра
питания
с
учетом
присоеди
-
ненных
потребителей
,
заключенных
договоров
и
поданных
заявок
определяется
как
R
ДЗ
=
R
Д
—
P
З
,
кВт
,
где
P
З
—
текущий
объем
мощности
по
принятым
заявкам
по
присоединению
(
рассчитывается
по
данным
,
занесенным
в
базу
данных
модуля
ТП
SAP ERP
как
сумма
мощностей
по
каждой
заявке
):
P
З
=
P
З
1
+
P
З
2
+ ... +
P
З
n
,
кВт
.
Уровень
загрузки
ПС
,
ТП
,
РП
с
учетом
присоединенных
потребителей
,
заключенных
договоров
и
поданных
заявок
как
S
ПС
+ (
Р
Д
+
Р
З
)
⁄
cos
У
ПС
ДЗ
= —
·
100, %.
S
ПСном
Значение
У
ПС
ДЗ
рассчитывается
еженедельно
и
сохраня
-
ется
на
технических
местах
ПС
,
ТП
,
РП
в
виде
документов
измерений
.
ИНТЕРФЕЙС
ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Для
определения
загрузки
трансформаторов
используется
соответствующая
транзакция
(
рисунки
7
и
8).
Также
соответствующая
транзакция
используется
и
для
определения
загрузки
центров
питания
(
рисунки
9
и
10).
ВЫВОДЫ
В
рамках
реализации
проекта
оптимизирован
бизнес
-
про
-
цесс
по
технологическому
присоединению
энергопринима
-
ющих
устройств
заявителя
к
электрическим
сетям
в
части
:
–
исключения
из
процесса
подготовки
технических
условий
персонала
районов
электрических
сетей
(
РЭС
);
–
сокращения
сроков
определения
необходимых
меро
-
приятий
по
строительству
либо
реконструкции
сетей
при
подготовке
технических
условий
;
–
повышения
доступности
информации
о
возможности
под
-
ключения
к
сетям
Общества
и
,
как
следствие
,
повышения
репутационного
рейтинга
компании
(
рисунки
11, 12
и
13).
Помимо
того
,
сотрудниками
Общества
получен
доступ
к
актуальной
информации
о
загрузке
силовых
трансфор
-
маторов
и
центров
питания
,
используемой
в
рамках
реа
-
лизации
программ
по
повышению
энергоэффективности
и
энерго
сбережения
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Стратегия
развития
электросетевого
комплекса
Россий
-
ской
Федерации
.
Утв
.
распоряжением
Правительства
РФ
от
3
апреля
2013
г
.
№
511-
р
.
2.
Долгосрочная
программа
развития
ОАО
«
Россети
».
Утв
.
решением
Совета
директоров
ОАО
«
Россети
»
от
19
де
-
кабря
2014
г
.
3.
О
Порядке
расчета
значений
соотношения
потребления
активной
и
реактивной
мощности
для
отдельных
энер
-
гопринимающих
устройств
(
групп
энергопринимающих
устройств
)
потребителей
электрической
энергии
,
приме
-
няемых
для
определения
обязательств
сторон
в
догово
-
рах
об
оказании
услуг
по
передаче
электрической
энер
-
гии
(
договорах
энергоснабжения
).
Приказ
Министерства
промышленности
и
энергетики
РФ
от
22.02.2007
№
49.
Рис
. 7.
Селекционный
экран
(
для
определения
загрузки
транс
-
форматоров
)
Рис
. 8.
Журнал
результата
расчета
Рис
. 9.
Селекционный
экран
(
для
определения
за
-
грузки
центров
питания
)
Решение
производственных
задач
61
Рис
. 10.
Результаты
расчета
фактической
загрузки
центров
питания
Рис
. 11.
Отображение
данных
в
геоинформационной
систе
-
ме
Общества
Рис
. 12.
Сайт
МРСК
Сибири
http://www.mrsk-sib.ru
Рис
. 13.
Отображение
данных
на
сайте
Общества
Оригинал статьи: Определение загрузки силовых трансформаторов, резерва мощности и загрузки центров питания в ERP-системах
Управление производственными активами в группе компаний ПАО «Россети» направлено на достижение стратегических целей электросетевого комплекса, установленных Стратегией развития электросетевого комплекса Российской Федерации и Долгосрочной программой развития ОАО «Россети».
