СЕТИ РОССИИ
34
э
л
е
к
т
р
о
с
н
а
б
ж
е
н
и
е
электроснабжение
С
овременная
электроэнергетическая
система
страны
достаточно
устойчи
-
во
работает
в
нормальных
условиях
.
Подавляющее
большинство
потре
-
бителей
электроэнергии
не
ощущает
проблем
с
её
обеспечением
,
и
даже
такие
крупные
си
-
стемные
аварии
,
как
25
мая
2005
года
в
Мо
-
скве
, 20
августа
2010
года
в
Санкт
-
Петербурге
,
17
февраля
2011
года
в
Барнауле
,
а
также
26
января
2012
года
в
Краснодарском
крае
яв
-
ляются
скорее
исключением
из
правил
.
Это
говорит
о
достаточной
надёжности
применяе
-
мого
оборудования
,
высоком
уровне
оператив
-
но
-
диспетчерского
и
ремонтного
персонала
.
Системы
электроснабжения
,
как
правило
,
проектируются
и
эксплуатируются
таким
об
-
разом
,
чтобы
была
обеспечена
их
работоспо
-
собность
во
всех
возможных
режимах
—
нор
-
мальных
,
аварийных
и
послеаварийных
[1].
Это
требование
предусматривает
работу
в
режиме
ограниченных
перегрузок
(
не
более
30–40%
и
времени
на
ликвидацию
аварии
не
более
1
суток
).
Но
подавляющее
большинство
мероприятий
,
направленных
на
поддержание
работоспособ
-
ности
систем
электроснабжения
,
рассчитаны
на
мирное
время
и
вне
условий
чрезвычайных
ситуаций
(
ЧС
).
Каждая
ЧС
,
наряду
с
общими
для
других
ЧС
характеристиками
,
имеет
свои
собственные
,
свойственные
только
ей
причины
возникнове
-
ния
,
сценарий
развития
,
поражающий
фактор
ис
-
точника
,
масштаб
и
тяжесть
последствия
для
че
-
ловека
и
среды
его
обитания
[2].
Исходя
из
этого
,
ЧС
классифицируются
по
большому
количеству
признаков
,
описывающих
эти
явления
.
Наиболее
существенным
признаком
являет
-
ся
генезис
(
происхождение
).
По
этому
признаку
ЧС
можно
классифицировать
таким
образом
[3]:
•
техногенного
характера
—
аварии
и
опас
-
ные
техногенные
происшествия
(
взрывы
,
пожары
,
опасные
выбросы
и
разрушения
на
технических
объектах
,
транспортные
ката
-
строфы
);
•
природного
характера
—
источником
являют
-
ся
опасные
природные
явления
(
землетря
-
сения
,
наводнения
,
оползни
,
сели
,
ураганы
,
природные
пожары
);
•
ЧС
военного
времени
—
применение
совре
-
менных
средств
поражения
,
террористиче
-
ские
акты
;
•
экологического
характера
—
изменение
состояния
суши
,
свойств
воздушной
среды
,
состояния
гидросферы
и
состояния
биосфе
-
ры
;
•
биолого
-
социального
характера
—
особо
опасные
или
широко
распространённые
инфекционные
заболевания
.
Из
общей
массы
возможных
ЧС
необходимо
выделить
те
,
которые
оказывают
воздействие
на
элементы
электроэнергетической
системы
,
приводящее
к
перерыву
или
полному
прекра
-
щению
электроснабжения
.
Исходя
из
представ
-
ленной
выше
классификации
(
рис
. 1),
такое
воз
-
Повышение надёжности
систем электроснабжения
в условиях негативных
внешних воздействий
В статье рассматриваются проблемные вопросы функционирования систем
электроснабжения в условиях негативных внешних воздействий поражающих
факторов источников чрезвычайных ситуаций различного характера. Описа-
ны разрабатываемые технические пути повышения надёжности электроснаб-
жения и обеспечения живучести электрических сетей.
Дмитрий УДИНЦЕВ, д.т.н., доцент,
Павел МИЛОВАНОВ, аспирант,
НИУ «МЭИ», кафедра «Электроэнергетические системы»
35
№
1 (34) 2016
Классификация
чрезвычайных
ситуаций
по
природе
возникновения
Техногенного
характера
Природного
характера
Военного
времени
Биолого
-
социаль
-
ного
характера
Экологического
характера
Рис
. 1.
Классификация
ЧС
действие
оказывают
ЧС
техногенного
,
природного
характера
,
а
также
ЧС
военного
времени
.
Поражаю
-
щий
фактор
источника
ЧС
может
оказывать
как
пря
-
мое
,
так
и
косвенное
воздействие
на
элементы
элек
-
троэнергетической
системы
.
Прямое
воздействие
оказывается
непосредственно
на
элементы
:
гене
-
рирующие
электростанции
,
провода
и
опоры
ЛЭП
,
трансформаторные
подстанции
,
распределительные
пункты
,
точки
общего
подключения
потребителей
.
Косвенное
воздействие
выражается
на
сопутствую
-
щих
элементах
и
технологиях
(
газопровод
,
водопро
-
вод
,
транспортная
инфраструктура
и
т
.
д
.).
Условия
ЧС
имеют
следующие
особенности
для
функционирования
систем
электроснабжения
:
•
внезапность
возникновения
негативного
воз
-
действия
,
приводящего
к
перерыву
или
полному
нарушению
электроснабжения
,
несмотря
на
про
-
филактику
и
предупреждающую
аппаратуру
;
•
большое
количество
одновременно
протекающих
аварий
,
и
как
следствие
нехватка
оперативного
персонала
,
ремонтных
бригад
и
объёма
резер
-
вирования
на
их
своевременную
ликвидацию
,
увеличение
времени
работы
СЭС
в
аварийном
режиме
;
•
ограничение
доступа
к
повреждённому
элементу
вследствие
затопления
,
перегораживания
,
разру
-
шения
подъездных
путей
;
•
продолжительность
аварийного
режима
может
зависеть
от
особенностей
ЧС
и
периода
их
лик
-
видации
.
Современный
уровень
развития
промышленности
предполагает
серьёзный
подход
к
оценке
тех
техно
-
генных
опасностей
,
которые
могут
возникнуть
при
эксплуатации
сложных
производств
и
технологий
.
Кроме
того
,
климат
стремительно
меняется
,
приво
-
дя
к
широкомасштабным
природным
катаклизмам
.
Риски
ЧС
,
возникающие
в
процессе
глобального
из
-
менения
климата
и
хозяйственной
деятельности
,
не
-
сут
значительную
угрозу
для
населения
и
объектов
экономики
страны
.
В
последние
годы
число
опасных
природных
яв
-
лений
и
крупных
техногенных
катастроф
неуклонно
растёт
.
В
зонах
возможного
воздействия
поража
-
ющих
факторов
при
авариях
на
критически
важных
и
потенциально
опасных
объектах
проживают
свы
-
ше
90
миллионов
россиян
(60%
населения
страны
).
15
апреля
2014
г
.
была
утверждена
Государствен
-
ная
Программа
РФ
«
Защита
населения
и
территорий
от
чрезвычайных
ситуаций
,
обеспечение
пожарной
безопасности
и
безопасности
людей
на
водных
объ
-
ектах
» [11].
Цель
госпрограммы
—
минимизировать
ущерб
от
военных
действий
и
терактов
,
а
также
ЧС
природного
и
техногенного
характера
,
пожаров
,
про
-
исшествий
на
водных
объектах
.
Программу
планиру
-
ется
реализовать
в
два
этапа
:
с
2013
по
2015
год
и
с
2016
по
2020
год
.
Ещё
одним
серьёзным
фактором
возникновения
ЧС
является
сложная
внешнеполитическая
обста
-
новка
и
угроза
военного
конфликта
.
К
сожалению
,
во
-
енная
опасность
для
России
продолжает
сохраняться
[12].
И
хотя
наш
президент
и
правительство
прини
-
мают
все
усилия
,
чтобы
Российская
Федерация
не
была
втянута
в
вооруженный
конфликт
,
мы
должны
готовить
электроэнергетическую
систему
к
наихуд
-
шему
сценарию
—
необходимости
функционировать
в
усло
виях
ЧС
,
вызванных
боевыми
действиями
.
В
связи
со
всем
вышесказанным
,
наиболее
ак
-
туальным
вопросом
становится
повышение
надёж
-
ности
электроснабжения
потребителей
,
а
также
живучести
электроэнергетических
систем
в
услови
-
ях
ЧС
.
В
энергетике
под
надёжностью
понимается
свойство
выполнять
заданные
функции
в
заданном
объёме
при
определённых
условиях
функциониро
-
вания
.
Живучесть
,
в
свою
очередь
, —
это
свойство
объекта
противостоять
возмущениям
,
не
допуская
их
каскадного
развития
с
массовым
нарушением
ре
-
жима
энергоснабжения
потребителей
и
восстанав
-
ливать
исходное
состояние
или
близкое
к
нему
[4].
Живучесть
объекта
электроэнергетической
инфра
-
структуры
в
условиях
ЧС
характеризует
его
способ
-
ность
:
•
противостоять
воздействию
поражающих
факто
-
ров
источника
ЧС
;
•
снижать
возможный
материальный
урон
от
ЧС
;
•
восстанавливать
за
короткие
сроки
свою
деятель
-
ность
(
генерация
,
передача
или
распределение
электроэнергии
).
В
настоящее
время
специалистами
Национально
-
го
исследовательского
университета
«
МЭИ
»
кафе
-
дры
«
Электроэнергетические
системы
»
предложен
ряд
технических
путей
повышения
надёжности
и
жи
-
вучести
систем
электроснабжения
:
•
приближение
генерации
к
потребителю
с
исполь
-
зованием
энергоносителей
из
местных
источни
-
ков
,
в
т
.
ч
.
и
альтернативных
;
•
гибкое
ограничение
потребления
в
условиях
дефицита
мощности
;
•
повышение
пропускной
способности
элементов
СЭС
.
ПРИБЛИЖЕНИЕ
ГЕНЕРАЦИИ
Вырабатываемая
электрическая
энергия
прохо
-
дит
долгий
путь
от
электрической
станции
к
конеч
-
ному
потребителю
,
и
чем
дальше
от
источника
на
-
36
СЕТИ РОССИИ
ходится
потребитель
,
тем
выше
риск
возникновения
перерыва
или
полного
прекращения
его
электро
-
снабжения
.
Известно
,
что
приближение
генерации
к
потреби
-
телю
существенно
повышает
надёжность
электро
-
снабжения
.
Из
условной
цепочки
,
представленной
на
рис
. 2,
исключаются
звенья
,
соответствующие
транс
-
портировке
энергоносителя
до
места
генерации
,
а
также
передаче
и
распределению
электроэнергии
до
потребителя
.
Этот
принцип
применяется
при
осу
-
ществлении
резервирования
потребителей
первой
категории
особой
группы
надёжности
собственным
автономным
источником
электроэнергии
.
Но
у
дан
-
ного
способа
есть
свои
минусы
,
главный
из
которых
состоит
в
том
,
что
топливный
резервуар
имеет
огра
-
ниченный
объём
и
требует
пополнения
.
В
условиях
ЧС
пополнение
данного
резервуара
может
быть
затруднительно
или
просто
невозмож
-
но
вследствие
отсутствия
топлива
на
заправках
или
ограничения
возможностей
по
доставке
,
обусловлен
-
ной
перегруженностью
автомобильных
магистралей
или
полным
разрушением
транспортной
инфраструк
-
туры
.
Существуют
различные
пути
,
позволяющие
сни
-
зить
зависимость
резервных
источников
электро
-
энергии
от
внешнего
энергоносителя
.
Одним
из
таких
путей
является
использование
продуктов
жизнедея
-
тельности
человека
,
органических
отходов
животно
-
водства
,
птицеводства
и
растениеводства
для
произ
-
водства
электроэнергии
.
По
различным
оценкам
,
потенциальное
произ
-
водство
биогаза
в
России
может
достичь
72
млрд
м
3
в
год
,
что
эквивалентно
порядка
170
млн
МВт
•
ч
электроэнергии
[5].
При
средней
годовой
выработке
электроэнергии
ЕЭС
России
в
объёме
1,0–1,1
млрд
МВт
•
ч
[6],
доля
электроэнергии
,
выработанной
при
помощи
биогазовых
установок
(
БГУ
),
может
достичь
примерно
15%.
В
нашем
случае
,
для
обеспечения
надёжности
электроснабжения
в
условиях
ЧС
не
требуется
заме
-
ны
существующей
системы
для
работы
в
нормаль
-
ных
условиях
эксплуатации
.
Необходимо
построение
параллельной
системы
резервных
генерирующих
объектов
,
использующих
биогаз
в
качестве
энер
-
гоносителя
и
работающих
в
нормальных
условиях
в
режиме
частичной
загрузки
,
позволяющей
сжигать
минимально
достаточный
объём
биогаза
.
В
услови
-
ях
отключения
от
энергосистемы
данные
установки
переходят
в
режим
полной
загрузки
.
Также
необхо
-
димо
отметить
,
что
помимо
классического
варианта
работы
биогазовой
установки
параллельно
с
ЭС
воз
-
Рис
. 2.
Схематичное
изображение
процесса
генерация
—
передача
—
распределение
—
потребление
можна
автономная
работа
на
общую
нагрузку
за
счёт
возможности
переключения
потребителей
между
ис
-
точниками
электроэнергии
.
Использование
БГУ
при
явном
положительном
эффекте
с
точки
зрения
повышения
надёжности
,
тре
-
бует
серьёзной
проработки
целого
ряда
вопросов
:
•
разработка
схемных
решений
,
позволяющих
инте
-
грировать
БГУ
относительно
малой
мощности
в
существующую
систему
электроснабжения
;
•
разработка
нормативно
-
правовых
документов
,
регламентирующих
аспекты
строительства
и
экс
-
плуатации
БГУ
от
землеотвода
до
ценообразова
-
ния
стоимости
электроэнергии
;
•
разработка
технических
решений
,
обеспечиваю
-
щих
регулирование
выхода
биогаза
в
зависимости
от
фактической
,
изменяющихся
в
значительных
пределах
нагрузки
.
Необходимо
отметить
,
что
объём
выделяемого
биогаза
зависит
от
температурного
режима
процес
-
са
.
Переход
между
этими
процессами
обладает
опре
-
делённой
инерционностью
.
На
увеличение
объёма
выделяемого
биогаза
требуется
несколько
часов
.
Это
время
дефицит
должен
покрываться
из
резерв
-
ного
хранилища
.
Регулирование
же
выхода
биогаза
в
зависимости
от
фактической
нагрузки
возможно
на
основе
технического
решения
,
предложенного
специ
-
алистами
НИУ
«
МЭИ
» [7]
или
с
использованием
дру
-
гих
технических
решений
,
которые
,
будем
надеяться
,
появятся
в
процессе
работы
.
ГИБКОЕ
ОГРАНИЧЕНИЕ
ПОТРЕБЛЕНИЯ
В
УСЛОВИЯХ
ДЕФИЦИТА
МОЩНОСТИ
Другим
проблемным
вопросом
является
более
высокая
вероятность
разрушения
воздушных
линий
,
составляющих
основу
линий
электропередачи
от
110
кВ
и
выше
,
чем
кабельных
линий
,
составляющих
основу
сетей
10–20
кВ
и
ниже
.
При
этом
на
оставшиеся
в
работоспособном
со
-
стоянии
сети
ложится
повышенная
нагрузка
.
Наличие
аварийных
резервов
мощности
в
ЭЭС
также
не
га
-
рантирует
абсолютную
надёжность
электроснабже
-
ния
,
так
как
вероятность
отказов
у
самого
резервного
оборудования
не
равна
нулю
.
Следовательно
,
не
ис
-
ключена
возможность
появления
дефицитов
мощно
-
37
№
1 (34) 2016
Противоаварийная
автоматика
,
действующая
при
возникновении
дефицита
активной
мощности
Частотная
делительная
автоматика
(
ЧДА
)
Рис
. 3.
Противоаварийная
автоматика
Автоматический
частотный
ввод
резерва
(
АЧВР
)
Автоматическая
частотная
разгрузка
(
АЧР
)
Дополнительная
автоматическая
разгрузка
(
ДАР
)
сти
в
ЭЭС
.
Необходимо
решать
проблему
равномер
-
ного
распределения
нагрузок
по
фазам
,
ограничения
потребителя
по
отпущенной
мощности
и
управления
приоритетной
(
неприоритетной
)
нагрузкой
для
того
,
чтобы
возникший
дефицит
мощности
в
энергосисте
-
ме
не
приводил
к
дальнейшему
развитию
аварии
.
Структура
противоаварийной
автоматики
(
ПА
),
действующей
при
дефиците
активной
мощности
,
представлена
на
рис
. 3.
В
настоящий
момент
данная
система
является
наиболее
эффективным
способом
предотвращения
дальнейшего
развития
аварий
.
Це
-
лью
работы
данной
системы
ПА
является
сохране
-
ние
устойчивой
работы
энергосистемы
в
условиях
дефицита
мощности
,
пусть
даже
ценой
полного
от
-
ключения
значительного
объёма
потребителей
элек
-
троэнергии
.
При
работе
АЧР
последовательность
отключения
потребителей
такова
,
что
в
первую
оче
-
редь
отключаются
менее
ответственные
потребите
-
ли
,
а
более
ответственные
остаются
в
работе
.
Однако
количество
линий
,
отходящих
от
подстан
-
ции
,
ограничено
,
поэтому
к
каждой
линии
подключено
большое
количество
потребителей
электроэнергии
,
из
которых
достаточно
сложно
выделить
ответ
-
ственных
и
неответственных
потребителей
.
Другим
недостатком
данной
системы
ПА
является
полное
веерное
отключение
потребителей
,
подключённых
к
соответствующим
очередям
АЧР
,
что
в
совокуп
-
ности
с
первым
фактором
зачастую
приводит
к
круп
-
ному
материальному
ущербу
конечного
потребите
-
ля
.
Кроме
того
,
при
срабатывании
АЧР
блокируется
действие
устройств
АВР
отключённых
потребителей
,
что
логично
с
точки
зрения
сохранения
устойчивости
ЭЭС
,
но
усугубляет
положение
потребителя
из
-
за
не
-
возможности
перехода
на
резервный
источник
пита
-
ния
(
резервирующая
КЛ
,
ВЛ
, II-
я
секция
шин
ИП
).
Для
устранения
данных
недостатков
специали
-
стами
НИУ
«
МЭИ
»
было
предложено
техническое
решение
,
оформленное
в
виде
полезной
модели
«
Устройство
регулирования
передаваемой
мощности
в
распределительных
сетях
при
дефиците
мощности
в
энергосистеме
» [8].
Основная
цель
—
переход
от
дискретного
регулирования
(
включение
-
выключение
отдельных
линий
)
к
плавному
(
изменение
значения
уставок
).
Технический
результат
состоит
в
возможности
регулирования
значения
уставки
реле
приоритета
нагрузки
в
зависимости
от
свободной
мощности
в
энергосистеме
на
основе
реле
приоритета
нагрузок
,
и
достигается
тем
,
что
в
известное
реле
приорите
-
та
нагрузок
встраивается
регулятор
уставки
порога
срабатывания
.
Согласно
полезной
модели
,
этот
ре
-
гулятор
получает
сигнал
по
каналу
связи
от
распо
-
ложенного
на
опорной
подстанции
блока
контроля
свободной
мощности
в
энергосистеме
,
в
котором
сиг
-
нал
формируется
на
основании
показаний
приборов
,
установленных
на
опорных
подстанциях
(
рис
. 4).
Данное
устройство
должно
решать
ряд
таких
за
-
дач
,
как
:
•
повышение
надёжности
электроснабжения
потре
-
бителей
;
•
минимизация
ущерба
у
потребителей
при
авариях
в
энергосистеме
;
•
наиболее
эффективное
использований
линий
электропередачи
за
счёт
исключения
их
полного
отключения
;
•
обеспечение
более
равномерной
загрузки
линий
благодаря
возможности
подключения
ответствен
-
ных
и
неответственных
потребителей
к
одной
рас
-
пределительной
линии
.
ПОВЫШЕНИЕ
ПРОПУСКНОЙ
СПОСОБНОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ
СЭС
Как
было
отмечено
выше
,
функционирование
СЭС
в
условиях
ЧС
имеет
ряд
особенностей
,
в
част
-
ности
:
внезапность
возникновения
аварии
,
большое
количество
одновременно
протекающих
аварий
,
и
как
следствие
нехватка
оперативного
персонала
,
ремонтных
бригад
и
имеющегося
объёма
резерва
,
кроме
того
,
ситуация
усугубляется
ограничением
до
-
ступа
к
месту
аварии
или
повреждённому
элементу
электрической
сети
.
Все
эти
аспекты
приводят
к
уве
-
личению
времени
работы
ЭЭС
в
послеаварийном
ре
-
жиме
,
сопровождающемся
перегрузками
оставшихся
в
работе
элементов
электрической
сети
.
При
проектировании
систем
электроснабжения
выбор
электротехнического
оборудования
,
а
также
сечения
и
типа
проводников
осуществляется
с
точ
-
ки
зрения
технико
-
экономической
целесообразно
-
сти
,
а
именно
—
бесперебойного
функционирова
-
ния
с
наименьшими
затратами
при
эксплуатации
в
нормальном
режиме
,
а
также
возможности
работы
в
послеаварийном
режиме
в
условиях
перегрузок
и
ухудшения
параметров
.
Функционирование
суще
-
ствующей
системы
защиты
основано
на
принципе
не
превышения
нагрузки
длительно
-
допустимых
значе
-
ний
для
конкретного
оборудования
или
проводника
,
и
если
в
послеаварийном
режиме
,
сопровождаю
-
щемся
некоторыми
повышенными
нагрузками
(
но
не
обеспечивающими
условия
срабатывания
защиты
),
произойдёт
дополнительное
(
вызванное
какими
-
ли
-
38
СЕТИ РОССИИ
бо
факторами
)
повышение
нагрузки
,
превышающее
длительно
-
допустимое
значение
,
защита
сработает
и
окончательно
«
погасит
»
потребителя
.
В
результате
чего
функционирование
СЭС
в
послеаварийном
режи
-
ме
должно
происходить
в
сжатых
временных
рамках
.
Однако
в
условиях
ЧС
время
работы
СЭС
в
после
-
аварийном
режиме
зависит
не
только
от
времени
про
-
ведения
ремонтных
работ
и
восстановления
схемы
электроснабжения
,
соответствующей
нормальному
режиму
,
но
также
и
от
периода
действия
и
ликвида
-
ции
последствий
самой
ЧС
.
В
этой
связи
актуальным
вопросом
становится
повышение
пропускной
способ
-
ности
элементов
СЭС
и
возможности
длительного
су
-
ществования
послеаварийного
режима
.
Общеизвестно
,
что
количественная
оценка
тепло
-
вого
действия
электрического
тока
определяется
за
-
коном
Джоуля
—
Ленца
[3]:
dQ = I
2
Rdt
,
где
Q =
t2
∫
t1
I
2
Rdt
.
На
рис
. 5
представлены
диаграммы
тепловых
режи
-
мов
элемента
электрической
сети
.
Диаграмма
рис
. 5
а
описывает
тепловой
режим
элемента
при
протекании
через
него
номинального
значения
нагрузки
,
рис
. 5
б
—
нагрузка
,
протекающая
через
элемент
сети
,
имеет
критическое
значение
,
во
много
раз
превышающее
номинальное
для
этого
элемента
и
приводящее
к
его
физическому
разрушению
.
Рис
. 5
в
иллюстрирует
те
-
пловой
режим
,
при
котором
элемент
сети
долгое
время
работал
при
нагрузке
значительно
меньше
но
-
минальной
,
и
в
определённый
момент
изменил
свой
режим
работы
,
при
котором
нагрузка
стала
превышать
номинальную
на
некоторое
значение
.
При
этом
необ
-
ходимо
отметить
характерный
отрезок
времени
Δ
t
—
то
время
,
которое
элемент
электрической
сети
мо
-
жет
проработать
в
режиме
перегрузки
,
не
нарушив
своей
физической
эксплуатационной
целостности
.
Это
известное
физическое
явление
нашло
своё
отражение
в
технической
литературе
и
норматив
-
ных
документах
[10]
и
регламентирует
допустимую
кратковременную
перегрузку
таких
элементов
элек
-
трической
сети
,
как
трансформаторы
и
кабельные
линии
до
10
кВ
.
Но
в
настоящее
время
данные
тео
-
ретические
рекомендации
и
требования
норматив
-
ных
документов
реализовываются
только
в
процес
-
се
проектирования
,
но
нет
технических
устройств
,
обеспечивающих
защиту
элементов
электрической
сети
с
учётом
предварительной
нагрузки
.
Специалистами
НИУ
«
МЭИ
»
разработано
пред
-
ложение
по
реализации
возможности
работы
эле
-
мента
сети
в
режиме
кратковременной
перегрузки
[9].
Основная
цель
—
применение
принципа
сраба
-
тывания
устройств
защиты
,
в
зависимости
от
пред
-
варительной
нагрузки
элемента
электрической
сети
и
длительности
аварийного
режима
.
Данный
подход
позволяет
:
•
наиболее
эффективно
использовать
элементы
электрической
сети
за
счёт
повышения
их
про
-
пускной
способности
;
•
повысить
надёжность
электроснабжения
потребителей
в
условиях
ЧС
,
в
результате
воз
-
можности
работы
элементов
СЭС
в
режиме
перегрузки
некоторый
дополнительный
отрезок
времени
,
необходимый
для
ликвидации
ЧС
или
восстановления
работоспособности
повреждён
-
ных
элементов
;
•
минимизировать
ущерб
у
потребителей
при
нарушении
электроснабжения
.
ВЫВОДЫ
Принципы
построения
и
управления
Единой
энергетической
системой
страны
,
заложенные
ещё
в
середине
XX
века
,
в
начале
становления
и
разви
-
тия
отечественной
энергетики
,
и
по
сей
день
обеспе
-
чивают
её
устойчивую
работу
и
функционирование
.
Но
современный
уровень
развития
промышлен
-
ности
предполагает
серьёзный
подход
к
оценке
тех
техногенных
опасностей
,
которые
могут
возникнуть
при
эксплуатации
сложных
производств
и
техноло
-
гий
.
Климат
стремительно
меняется
,
приводя
к
ши
-
рокомасштабным
природным
катаклизмам
,
сохра
-
няется
угроза
вооружённых
конфликтов
и
терактов
.
В
этой
ситуации
необходимо
подготовить
ком
-
плекс
мер
повышения
надёжности
и
живучести
си
-
стем
электроснабжения
и
необходимости
их
функ
-
ционирования
в
условиях
различных
чрезвычайных
ситуаций
.
В
статье
предложен
комплекс
технических
реше
-
ний
,
позволяющий
приблизить
генерацию
к
потре
-
Рис
. 4.
Устройство
регулирования
передаваемой
мощности
в
распределительных
сетях
при
дефиците
мощности
в
энергосистеме
39
№
1 (34) 2016
бителям
,
реализовать
гибкое
ограничение
потребле
-
ния
электроэнергии
в
условиях
дефицита
мощности
,
повысить
пропускную
способность
элементов
СЭС
.
Данные
технические
пути
повышения
надёжности
и
живучести
систем
электроснабжения
разрабатыва
-
ются
в
настоящее
время
специалистами
Националь
-
ного
исследовательского
университета
«
МЭИ
»,
кафе
-
дры
«
Электроэнергетические
системы
».
Применение
данного
комплекса
технических
ре
-
шений
не
ставит
под
сомнение
существующие
прин
-
ципы
построения
,
управления
и
эксплуатации
систем
электроснабжения
,
а
дополняет
их
и
позволяет
если
не
предотвратить
,
то
минимизировать
последствия
перерывов
электроснабжения
,
произошедших
в
ре
-
зультате
воздействия
чрезвычайных
ситуаций
раз
-
личного
характера
.
Очевидно
,
что
могут
быть
предложены
и
другие
технические
и
организационные
мероприятия
,
на
-
правленные
на
решение
рассматриваемой
проблем
-
мы
,
а
предложенные
в
данной
статье
пути
в
ходе
дальнейших
исследований
будут
существенно
дора
-
ботаны
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Веников
В
.
А
.
Электрические
системы
.
Электри
-
ческие
сети
:
Учебник
для
электроэнерг
.
спец
.
ву
-
зов
.
М
.:
Высш
.
шк
., 1998. 511
с
.
Рис
. 5.
Тепловые
режимы
элемента
электрической
сети
2.
Мастрюков
Б
.
С
.
Безопасность
в
чрезвычайных
ситуациях
:
Учебник
для
студ
.
высш
.
учеб
.
заве
-
дений
.
М
.:
Академия
, 2003. 336
с
.
3.
Юртушкин
В
.
И
.
Чрезвычайные
ситуации
:
защи
-
та
населения
и
территорий
:
Учебное
пособие
.
М
.:
КНОРУС
, 2008. 368
с
.
4.
Воропай
Н
.
И
.
Надежность
систем
энергетики
:
Сборник
рекомендуемых
терминов
.
М
:
Энергия
,
2007, 192
с
.
5.
Чернин
С
.
Я
.,
Парубец
Ю
.
С
.
Российский
опыт
внедрения
биогазовых
технологий
для
производ
-
ства
электрической
и
тепловой
энергии
.
Ново
-
сти
теплоснабжения
. 2011
г
.,
№
8.
6.
Системный
оператор
Единой
энергетиче
-
ской
системы
. [
Электронный
ресурс
]:
Генера
-
ция
и
потребление
. URL: http://so-ups.ru/index.
php?id=ees_gen_consump_day&no_cache=1 (
дата
обращения
: 12.01.2015).
7.
Заявка
на
полезную
модель
—
РФ
,
МПК
H99Z.
Био
-
газовая
установка
с
устройством
регулирова
-
ния
выхода
биогаза
/
Удинцев
Д
.
Н
.,
Александров
С
.
С
.,
Милованов
П
.
К
.,
Умрик
А
.
С
.;
ФГБОУ
ВПО
«
НИУ
«
МЭИ
».—
заяв
. 30.07.2014;
№
2014131350.
8.
Заявка
на
полезную
модель
—
РФ
,
МПК
Н
02J3/06.
Устройство
регулирования
передаваемой
мощ
-
ности
в
распределительных
сетях
при
дефици
-
те
мощности
в
энергосистеме
/
Удинцев
Д
.
Н
.,
Тульский
В
.
Н
.,
Купцова
М
.
Д
.,
Александров
С
.
С
.;
ФГБОУ
ВПО
«
НИУ
«
МЭИ
». —
заяв
. 16.04.2014;
№
2014114890.
9.
Заявка
на
полезную
модель
—
РФ
,
МПК
Н
02J3/06.
Устройство
защиты
кабельной
линии
в
зависи
-
мости
от
предварительной
нагрузки
/
Удинцев
Д
.
Н
.,
Пешков
А
.
А
.,
Милованов
П
.
К
.;
ФГБОУ
ВПО
«
НИУ
«
МЭИ
». —
заяв
. 16.10.2014;
№
2014141761.
10.
Правила
устройства
электроустановок
. —
7-
е
изд
. (
ПУЭ
-7).
11.
О
государственной
программе
Российской
Фе
-
дерации
«
Защита
населения
и
территорий
от
чрезвычайных
ситуаций
,
обеспечение
пожарной
безопасности
и
безопасности
людей
на
водных
объектах
»:
постановление
Правительства
РФ
от
15
апреля
2014
г
.
№
300.
12.
Военная
доктрина
РФ
:
утв
.
Президентом
РФ
от
26
декабря
2014
г
.
dQ
подв
= dQ
отв
→
τ
уст
I
n
—
номинальная
нагрузка
τ
уст
—
установившаяся
температура
элемента
dQ
подв
>
dQ
отв
→
τ
кр
I
кр
—
критическая
нагрузка
τ
кр
—
критическая
температура
элемента
0
—t
1
:
dQ
подв
=
dQ
отв
t
1
—t
2
:
dQ
подв
=
dQ
отв
а
)
в
)
б
)
Оригинал статьи: Повышение надёжности систем электроснабжения в условиях негативных внешних воздействий
В статье рассматриваются проблемные вопросы функционирования систем электроснабжения в условиях негативных внешних воздействий поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций различного характера. Описаны разрабатываемые технические пути повышения надёжности электроснабжения и обеспечения живучести электрических сетей.
