Опыт применения в распределительных сетях 6–10 кВ областных филиалов «Россети Московский регион» передвижных электроустановок обратной трансформации 0,4/10(6) кВ

Опыт применения в распределительных сетях 6–10 кВ областных филиалов «Россети Московский регион» передвижных электроустановок обратной трансформации 0,4/10(6) кВ

Иванов Р. В., директор Департамента эксплуатации сетей 0,4–20 кВ «Россети Московский регион»

В зону обслуживания ПАО «МОЭСК» (работает под брендом «Россети Московский регион») входят город Москва и Московская область. Доля Общества на рынке услуг по передаче электрической энергии (по объему полезного отпуска) в Москве и Московской области составляет 80,41% и 69,01% соответственно. Площадь обслуживания составляет 46,9 тыс. км² с населением более 20 млн человек. Количество трансформаторных подстанций и распределительных пунктов составляет более 39 800 шт., протяженность кабельных линий — 80,6 тыс. км, воздушных линий — 75,2 тыс.км.

При этом Московский регион (рисунок 1) является наиболее густонаселенным, плотность населения в области составляет 147,4 чел/км², а количество сельских населенных пунктов насчитывает более 5990.

Правилами недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг (утверждены Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 г. № 861) и Правилами устройства электроустановок (утверждены Приказом от 8 июля 2002 г. № 204 Министерства энергетики РФ) определено допустимое число часов отключений для электроприемников третьей категории надежности электроснабжения не более 72 часов в год и не более 24 часов подряд.

С целью исполнения требований вышеуказанных нормативных актов в сетевых филиалах Общества в настоящее время эксплуатируется 121 передвижная электрическая станция (ПЭС) мощностью от 100 до 1000 кВт, общей мощностью 34 757 кВт.

При этом события последних лет, такие как «ледяные дожди» в декабре 2010 года и в ноябре 2016 года, ураган в мае 2017 года, а также анализ ликвидации последствий стихийных бедствий в других ДЗО ПАО «Россети» показали, что использование ПЭС не всегда эффективно в силу разных причин, таких как:

• проблемы логистики (сложная дорожная ситуация на автодорогах в пути следования, затрудненный подъезд к обесточенным объектам);
• потребность подключения большего количества обесточенных ТП, чем количество ПЭС, имеющихся в наличии;
• необходимость обслуживания ПЭС, установленных в местах подключения (дозаправка ГСМ, обеспечение сменности обслуживающего персонала и т.д.).

С учетом данной проблематики в центре «Россети» была поставлена задача повышения эффективности использования имеющегося парка ПЭС. Проведенный первичный анализ показал, что из общего количества ПЭС, находящихся на балансе сетевых филиалов компании, 70% составляют установки мощностью 240 кВт и более. Таким образом, с помощью одной ПЭС, можно было бы запитать потребителей нескольких трансформаторных подстанций (ТП), например, в пределах одного населенного пункта.

Первоначально рассматривался вариант подачи напряжения на выделенный участок сети 6(10)/0,4 кВ путем подключения ПЭС к одной из ТП с наибольшей установленной трансформаторной мощностью (рисунок 2). Однако по итогам проведенного анализа были выделены основные недостатки такой схемы:

• отсутствие возможности подключения непосредственно к элементам трансформаторной подстанции линий электропередачи низкого напряжения (подача напряжения в сеть 10(6) кВ возможна только через электрооборудование существующей трансформаторной подстанции линии электропередачи низкого напряжения 10(6)/0,4 кВ);
• возможное ограничение выдачи мощности на выделенный участок сети из-за несоответствия мощности (в меньшую сторону) установленного в ТП силового трансформатора — мощности ПЭС;
• в случае возникновения однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) на выделенном участке сети 6(10) кВ, невозможность его выявления в связи с отсутствием оборудования с функцией контроля изоляции и сигнализации аварийного события.

Последнее из упомянутых обстоятельств является ключевым. Оно не позволяет использовать указанный вариант на практике. Необходима передвижная установка, включающая в себя распределительное устройство высокого напряжения 10(6) кВ, трансформаторный отсек с трансформатором и распределительное устройство низкого напряжения 0,4 кВ для подключения ПЭС, оборудованной защитой, работающей на сигнал при появлении ОЗЗ и вольтметром на стороне 10(6) кВ для контроля уровня напряжения и блокировки обратной трансформации в случае аварийной ситуации.

Для решения этой задачи в 2017 году в филиалах «Россети МО» — «Западные электрические сети» и «Восточные электрические сети» — были изготовлены первые опытные образцы передвижных электроустановок обратной трансформации напряжением 0,4/10 кВ (ПЭОТ).

Обратная трансформация – это процесс преобразования электрического напряжения с высокого уровня на низкий уровень. ПЭОТ позволяют обеспечивать электроснабжение определенного количества ТП на выделенном участке ВЛ 10(6) кВн на время проведения аварийно-восстановительных работ (рисунок 3) или для выполнения капитального ремонта/реконструкции (рисунок 4) с выделением участка сети 10(6) кВ на более длительный срок с меньшими финансовыми и временными затратами.

В ходе проведенных в компании нескольких этапов опытной эксплуатации ПЭОТ продемонстрировали свою высокую эффективность. К примеру, при опытной эксплуатации электроустановки в филиале «Восточные электрические сети» при проведении работ по реконструкции сети 10 кВ фидер «Глебово» был выделен участок ВЛ, потребители которого были запитаны от ПЭОТ (рисунки 5 и 6). Это позволило в плановом режиме выполнить все необходимые работы по реконструкции, не ограничивая при этом электроснабжение потребителей. Подобный социально ответственный подход электросетевой организации получил высокую оценку как со стороны региональных властей, так и со стороны населения.

В марте 2018 года на заседании секции «Трансформаторные подстанции 0,4–20 кВ» членами Научно-технического совета «Россети Московский регион» были одобрены результаты опытной эксплуатации ПЭОТ 0,4/10 кВ. С учетом небольших конструктивных доработок было принято решение о разработке единых технических требований «Россети Московский регион» для их изготовления и тиражирования в других филиалах.

В разработанных и утвержденных Технических требованиях были определены основные параметры и характеристики ПЭОТ 0,4/10(6) кВ. На рисунке 7 приведена однолинейная схема установки для варианта, когда в качестве коммутационного аппарата отходящей линии низкого напряжения в РУ ВН применен автогазовый выключатель нагрузки. При этом в качестве коммутационного аппарата РУ10(6) кВ может быть также применен вакуумный выключатель с пружинно-моторным приводом.

Для контроля появления ОЗЗ на выделенном участке 6–10 кВ устанавливается трансформатор напряжения типа НТМИ с дополнительной вторичной обмоткой «разомкнутый треугольник». К выводам обмотки «разомкнутого треугольника» подключается реле контроля напряжения со звуковой и световой сигнализациями (рисунок 8).

ПЭОТ 0,4/10(6) кВ может быть изготовлена как с кабельным, так и с воздушным исполнением высоковольтных выводов. Так как электроустановка является передвижной, необходимо учитывать, что для автодорог ограничение габарита по высоте составляет 4 м. Специалистами «Россети Московский регион» в области электрики были разработаны два варианта для транспортировки ПЭОТ (рисунки 9 и 10).

В первом случае — шахта высоковольтного вывода расположена вертикально (в рабочем положении) и по прибытии к месту подключения ПЭОТ практически готова к работе, во втором случае — после транспортировки шахту высоковольтного вывода необходимо из транспортного привести в рабочее (вертикальное) положение.

После выбора места установки ПЭОТ до выполнения операций по ее подключению необходимо:

• заземлить корпус ПЭОТ путем соединения заземляющим проводником с заземляющим устройством ближайшей ТП;
• выполнить все необходимые организационные и технические мероприятия по выделению участка электрической сети, на котором будут проводиться аварийно-восстановительные, ремонтные или другие работы.

Процесс подключения ПЭОТ 0,4/10(6) кВ к ПЭС выполняется аналогично подключению ПЭС к РУ 0,4 кВ ТП, с той лишь разницей, что в КТП, МТП коммутация осуществляется через трехпозиционный рубильник (выключатель нагрузки), а в РУ НН ПЭОТ — непосредственно на шинную сборку 0,4 кВ. Единственное, что необходимо учитывать, это соотношение мощности генератора ПЭС и силового трансформатора, установленного в ПЭОТ. В таблице 1 для примера приведены данные для дизельных ПЭС мощностью 350 и 700 кВА в зависимости от уровня напряжения.

Для подключения ПЭОТ к выделенному участку сети 6–10 кВ с воздушным исполнением высоковольтного вывода необходимо использовать провод типа СИП 3 сечением 50 (70) мм². Место подключения необходимо выбирать, исходя из местных условий (провода ВЛ, ВЛЗ и т.д).

В случае подключения ПЭОТ кабелем, рекомендуется использовать универсальный кабель FXCEL 3*16/1010 с медными жилами, используемый для организации сервисных (временных) линий электропередачи напряжением 6–10 кВ, допускающий многократные циклы раскручивания-скручивания. Вок обратной трансформации используется для управления процессом преобразования напряжения и обеспечения надежного электроснабжения в процессе аварийно-восстановительных работ.

Принимая во внимание вышеизложенное, опыт применения в распределительных сетях 6–10 кВ областных филиалов «Россети Московский регион» передвижных электроустановок обратной трансформации 0,4/10(6) кВ позволил обеспечить достижение следующих результатов:

1. применение ПЭС и ПЭОТ позволило обеспечить замещение работы нескольких дизельных ПЭС;
2. оптимизация размещения ПЭС привела к уменьшению эксплуатационных финансовых и временных издержек электросетевой компании при проведении плановых и аварийно-восстановительных работ;
3. достигнут новый уровень мобильности производственных сил и ресурсов электросетевой компании;
4. уменьшение количества персонала, занятого обслуживанием комплекса ПЭС+ПЭОТ;
5. снижение времени перерывов электроснабжения потребителей;
6. существенное уменьшение количества жалоб от населения.

Оригинал статьи: Опыт применения в распределительных сетях 6–10 кВ областных филиалов «Россети Московский регион» передвижных электроустановок обратной трансформации 0,4/10(6) кВ