Применение вольтодобавочных трансформаторов в распределительных сетях 0,4 кВ ОАО «МРСК Центра»

Page 1
background image

Page 2
background image

42

СЕТИ

РОССИИ

к

а

ч

е

с

т

в

о

 э

л

е

к

т

р

о

э

н

е

р

г

и

и

качество электроэнергии

В

 

 

последние

 

годы

 

во

 

многих

 

ре

-

гионах

 

нашей

 

страны

 

наблю

-

дается

 

рост

 

нагрузок

 

бытовых

 

потребителей

который

 

связан

 

с

 

постоянно

 

растущим

 

использованием

 

бытовых

 

приборов

На

 

линиях

 0,4 

кВ

 

большой

 

протяжённости

построенных

 

по

 

нормам

 

потребления

 

и

 

проектиро

-

вания

 70-

х

 

годов

 

прошлого

 

века

уве

-

личение

 

нагрузки

 

может

 

привести

 

к

 

снижению

 

напряжения

 

в

 

конце

 

линии

 

до

 

уровня

 

ниже

 

установленного

 

норма

-

тивными

 

документами

а

 

также

 

к

 

воз

-

никновению

 

несимметрии

 

напряжения

 

на

 

фазах

 

и

 

перепадом

 

напряжения

 

при

 

изменении

 

нагрузки

.

Существующие

 

решения

 

в

 

основном

 

заключаются

 

в

 

уменьшении

 

протяжён

-

ности

 

низковольтных

 

линий

 

и

 

установ

-

ке

 

дополнительных

 

трансформаторных

 

подстанций

Это

 

требует

 

существенных

 

затрат

 

и

 

продолжительного

 

времени

 

вы

-

полнения

 

работ

.

Одним

 

из

 

альтернативных

 

решений

 

является

 

применение

 

на

 

линиях

 0,4 

кВ

 

вольтодобавочных

 

трансформаторов

 

(

ВДТ

). 

Построение

 

распределительных

 

электрических

 

сетей

 0,4—10 

кВ

 

в

 

на

-

стоящее

 

время

 

в

 

ОАО

  «

МРСК

 

Центра

» 

ведётся

 

концептуально

 

по

 

трём

 

направ

-

лениям

:

Применение 

вольтодобавочных 

трансформаторов в 

распределительных 

сетях 0,4 кВ

ОАО «МРСК Центра»

Одним из актуальных вопросов в распределительном элек-
тросетевом комплексе является обеспечение требуемого 
уровня качества электрической энергии в сельской местно-
сти. Электрические сети 0,4 кВ 
на этих территориях характе-
ризуются высокой степенью 
износа, большой протяжён-
ностью и сильной разветвлён-
ностью. Об альтернативных 
решениях этой проблемы рас-
сказывает заместитель гене-
рального директора по техни-
ческим вопросам — главный 
инженер ОАО «МРСК Центра» 
Сергей ШУМАХЕР.


Page 3
background image

43

№ 5 (14), сентябрь-октябрь, 2012

• 

реконструкция

 

распредели

-

тельных

 

сетей

 0,4—10 

кВ

 

путём

 

разукрупнения

 

центров

 

питания

 

и

 

построения

 

разветвлённой

 

сети

 0,4 

кВ

 

с

 

небольшими

 

дли

-

нами

 

фидеров

 

для

 

сетей

 

с

 

фик

-

сированной

 

распределённой

 

по

 

территории

 

нагрузкой

;

• 

построение

 

сети

 6—10 

кВ

 

со

 

столбовыми

 

ТП

 (

СТП

и

 

питанием

 

ограниченного

 

числа

 

потребите

-

лей

 

от

 

каждой

 

СТП

 

для

 

сетей

 

с

 

перспективой

 

территориального

 

развития

дальнейшего

 

увеличе

-

ния

 

и

 

распределения

 

нагрузки

;

• 

применение

 

вольтодобавоч

-

ных

 

трансформаторов

 0,4 

кВ

 

для

 

быстрого

 

реагирования

 

на

 

жалобы

 

населения

 

на

 

качество

 

электроэнергии

 

и

 

выполнение

 

технологического

 

присоедине

-

ния

 

потребителей

.

Первые

 

два

 

направления

 

состав

-

ляют

 

основу

 

системы

 

реконструкции

 

и

 

нового

 

строительства

 

всего

 

элек

-

тросетевого

 

хозяйства

 0,4—10 

кВ

Применение

 

вольтодобавочных

 

трансформаторов

 

не

 

является

 

основ

-

ным

 

направлением

 

в

 

построении

 

распределительной

 

сети

 0,4—10 

кВ

но

 

занимает

 

свой

 

небольшой

 

сег

-

мент

 

в

 

общем

 

объёме

  (

по

 

оценкам

 

специалистов

 

ОАО

  «

МРСК

 

Цен

-

тра

», 

ВЛ

 0,4 

кВ

 

с

 

ВДТ

 

могут

 

зани

-

мать

 

до

 1—2% 

от

 

всего

 

количества

 

ВЛ

 0,4 

кВ

). 

Исходя

 

из

 

накопленного

 

опыта

 

эксплуатации

данное

 

техниче

-

ское

 

решение

 

можно

 

считать

 

эффек

-

тивным

 

в

 

определённых

 

вариантах

 

построения

 

электрической

 

сети

ка

-

ковыми

 

являются

:

• 

временное

 

оперативное

 

реше

-

ние

 

проблемы

 

низкого

 

напряже

-

ния

 

на

 

ВЛ

 0,4 

кВ

 

большой

 

про

-

тяжённости

  (

более

 1 

км

), 

если

 

привычные

 

меры

,  

такие

 

как

 

перераспределение

 

нагрузки

 

по

 

фазам

не

 

дали

 

результат

а

 

разу

-

крупнение

 

ВЛ

 

связано

 

с

 

больши

-

ми

 

материальными

 

затратами

 

и

 

не

 

может

 

быть

 

выполнено

 

в

 

короткие

 

сроки

;

• 

постоянное

 

решение

 

для

 

ВЛ

 

0,4 

кВ

 

при

 

отсутствии

 

возмож

-

ности

 

реконструкции

 

ввиду

 

осо

-

бенностей

 

ландшафта

 

местности

 

и

 

других

 

ограничений

.

По

 

итогам

 

анализа

 

имеющих

-

ся

 

на

 

рынке

 

серийно

 

выпускае

-

мых

 

вольтодобавочных

 

аппара

-

тов

работающих

 

на

 

различных

 

принципах

  (

электромеханическом

ступенчатом

 

регулировании

фер

-

рорезонансном

трансформаторы

 

Рис

Расчётная

 

модель

 

реального

 

участка

 

сети

232 

В

 

 

 

     

 

208 

В

   

  225 

В

 

 

     

212 

В

 

Установка

 

вольтодобавочного

 

трансформатора

 

на

 

сетях

 0,4 

кВ

Установка

 

вольтодобавочного

 

трансформатора

 

на

 

сетях

 0,4 

кВ


Page 4
background image

44

СЕТИ РОССИИ

с

 

подмагничиванием

трансфор

-

маторы

 

с

 

двойным

 

преобразова

-

нием

 

энергии

с

 

высокочастотным

 

транзисторным

 

регулированием

 

и

 

магнитном

), 

был

 

сделан

 

вывод

 

о

 

возможности

 

применения

 

в

 

рас

-

пределительных

 

сетях

 

ОАО

  «

МРСК

 

Центра

» 

ВДТ

 

с

 

магнитным

 

принци

-

пом

 

работы

Данное

 

техническое

 

решение

 

было

 

принято

 

к

 

реализа

-

ции

 

как

 

наиболее

 

перспективное

 

за

 

счёт

 

автономности

 

работы

наличия

 

элементов

 

интеллектуального

 

пове

-

дения

  (

режим

 

байпас

 

и

 

восстанов

-

ление

 

режима

 

компенсации

 

после

 

ликвидации

 

аварийного

 

режима

), 

отсутствия

 

необходимости

 

эксплуа

-

тации

 

и

 

минимальных

 

капитальных

 

затрат

 

при

 

вводе

 

в

 

эксплуатацию

.

Для

 

определения

 

уровня

 

каче

-

ства

 

стабилизированного

 

напряже

-

ния

 

были

 

реализованы

  «

пилотные

» 

проекты

 

и

 

произведены

 

измерения

 

показателей

 

качества

 

электриче

-

ской

 

энергии

 (

далее

 

ПКЭ

):

• 

установившегося

 

отклонения

 

напряжения

;

• 

коэффициента

 n-

й

 

гармониче

-

ской

 

составляющей

 

напряжения

;

• 

коэффициента

 

искажения

 

сину

-

соидальности

 

кривой

 

напряже

-

ния

;

• 

коэффициента

 

несимметрии

 

напряжений

 

по

 

обратной

 

после

-

довательности

;

• 

коэффициента

 

несимметрии

 

напряжений

 

по

 

нулевой

 

после

-

довательности

;

• 

длительности

 

провалов

 

напряже

-

ния

.

Измерения

 

проведены

 

в

 

со

-

ответствии

 

с

 

действующими

 

ме

-

тодиками

 

измерения

 

и

 

существу

-

ющими

 

стандартами

с

 

исполь

-

зованием

 

специализированных

 

приборов

 

измерения

 

ПКЭ

 (

Ресурс

 

UF).

По

 

итогам

 

исследования

 

была

 

выпущена

 

работа

  «

Исследование

 

параметров

 

качества

 

электриче

-

ской

 

энергии

 

на

 

присоединениях

 

с

 

установленными

 

ВДТ

» 

и

 

были

 

сде

-

ланы

 

выводы

 

о

 

том

что

 

показатели

 

качества

 

электроэнергии

 

в

 

части

 

установившегося

 

отклонения

 

на

-

пряжения

 

в

 

целом

 

соответствуют

 

требованиям

 

НТД

Трансформатор

 

стабильно

 

поддерживает

 

на

 

выхо

-

де

 

напряжение

 

в

 

пределах

 

норм

 

качества

 

независимо

 

от

 

колебаний

 

входного

 

напряжения

Кроме

 

этого

 

устройство

 

частично

 

компенсирует

 

несимметрию

 

фазных

 

напряжений

что

 

важно

 

при

 

работе

 

смешанных

 

групп

 

однофазных

 

и

 

трёхфазных

 

по

-

требителей

Среди

 

слабых

 

сторон

 

можно

 

от

-

метить

 

отклонение

 

показателей

 

качества

 

синусоидальности

 

напря

-

жения

 

на

 

выходе

 

ВДТ

На

 

основа

-

нии

 

полученных

 

данных

 

можно

 

го

-

ворить

что

 

при

 

работе

 

ВДТ

 

вносит

 

искажения

 

в

 

синусоидальность

 

на

-

пряжения

несколько

 

увеличивая

 

входные

 

искажения

Если

 

произвести

 

расчёт

 

на

-

пряжения

 

смещения

 

нейтрали

то

 

мы

 

получим

при

 

наличии

 

ис

-

кажений

 

на

 

входе

 

ВДТ

увеличе

-

ние

 

искажений

 

на

 

выходе

 

до

 50%. 

Так

при

 

напряжении

 

смещения

 

нейтрали

 

на

 

входе

  U

NN

=0,99 

В

 

на

 

выходе

 

мы

 

получаем

 

напряжение

 

смещения

 

нейтрали

 U

NN

=1,76 

В

.

На

 

основании

 

исследований

 

было

 

принято

 

решение

 

о

 

дальней

-

шем

 

внедрении

 

ВДТ

 

с

 

магнитным

 

принципом

 

работы

 

в

 

ОАО

  «

МРСК

 

Центра

», 

в

 

т

.

ч

с

 

учётом

 

того

что

 

производство

 

и

 

сервисные

 

функции

 

были

 

взяты

 

на

 

себя

 

российским

 

производителем

Специалисты

 

ОАО

 

«

МРСК

 

Центра

» 

приняли

 

участие

 

в

 

разработке

 

ТУ

 

для

 

производства

 

данного

 

аппарата

который

 

получил

 

название

 

ТВМГ

 

и

 

линейку

 

мощно

-

стей

 32 

и

 54 

кВА

.

Расчётная

 

модель

 

одного

 

из

 

ре

-

альных

 

участков

 

сети

 

как

 

пример

 

решения

 

проблемы

 

качества

 

элек

-

троснабжения

 

потребителей

 

без

 

реконструкции

 

сети

 

приведена

 

на

 

рисунке

 (

коэффициент

 

одновремен

-

ности

 

использования

 

максимума

 

нагрузки

 

для

 

данного

 

случая

 

равен

 

0,85).

По

 

данным

 

Центров

 

обслужи

-

вания

 

клиентов

от

 

потребителей

имеющих

 

договорные

 

отношения

 

с

 

ОАО

  «

МРСК

 

Центра

», 

присоединен

-

ных

 

к

 

ВЛ

 0,4 

кВ

до

 

установки

 

ВДТ

 

было

 

получено

 

около

 500 

жалоб

 

на

 

качество

 

электроэнергии

После

 

установки

 

ВДТ

 

жалоб

 

от

 

потребите

-

лей

 

не

 

поступало

.

Экономическая

 

целесообраз

-

ность

 

применения

 

данного

 

типа

 

обо

-

рудования

 

обосновывается

 

нулевой

 

стоимостью

 

владения

  (

отсутствие

 

эксплуатационных

 

и

 

ремонтных

 

за

-

трат

 

в

 

течении

 

всего

 

срока

 

службы

).

Эффективность

 

инвестицион

-

ных

 

вложений

 

ВДТ

 

оценивается

 

по

 

времени

 

реагирования

 

на

 

жалобы

 

потребителей

 

на

 

качество

 

элек

-

троэнергии

сроки

 

технологическо

-

го

 

присоединения

 

и

 

финансовые

 

вложения

Исходя

 

из

 

данных

 

по

-

казателей

 

с

 

учётом

 

вариантов

 

ис

-

пользования

 

ВДТ

инвестиции

 

при

 

применении

 

ВДТ

 

могут

 

быть

 

на

 

по

-

рядок

 

ниже

чем

 

при

 

реконструкции

 

или

 

новом

 

строительстве

 

распреде

-

лительных

 

сетей

Однако

необхо

-

димо

 

повториться

данное

 

техниче

-

ское

 

решение

 

не

 

может

 

заменить

 

полноценную

 

реконструкцию

 

рас

-

пределительных

 

сетей

В

 

настоящее

 

время

 

работа

 

над

 

применением

 

данного

 

техническо

-

го

 

решения

 

не

 

завершена

 

и

 

для

 

производителей

 

является

 

актуаль

-

ной

 

разработка

 

дешёвого

 

вольтодо

-

бавочного

 

трансформатора

вклю

-

чающего

 

в

 

себя

 

функции

 

сетевого

 

фильтра

.

Вольтодобавочный

 

трансформатор

Вольтодобавочный

 

трансформатор


Оригинал статьи: Применение вольтодобавочных трансформаторов в распределительных сетях 0,4 кВ ОАО «МРСК Центра»

Читать онлайн

Одним из актуальных вопросов в распределительном электросетевом комплексе является обеспечение требуемого уровня качества электрической энергии в сельской местности. Электрические сети 0,4 кВ на этих территориях характеризуются высокой степенью износа, большой протяжённостью и сильной разветвлённостью. Об альтернативных решениях этой проблемы рассказывает заместитель генерального директора по техническим вопросам — главный инженер ОАО «МРСК Центра» Сергей ШУМАХЕР.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(82), январь-февраль 2024

Исследование влияния объектов микрогенерации на уровень напряжения в электрических сетях низкого напряжения

Возобновляемая энергетика / Накопители Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Харитонов М.С. Кугучева Д.К.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(81), ноябрь-декабрь 2023

Критерий потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Косоухов Ф.Д. Епифанов А.П. Васильев Н.В. Криштопа Н.Ю. Горбунов А.О. Борошнин А.Л.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(81), ноябрь-декабрь 2023

Методика определения мест установки средств компенсации перемежающейся несимметрии напряжений в электрической сети с тяговой нагрузкой

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Тульский В.Н. Силаев М.А. Шиш К.В. Бордадын П.А. Шиш М.Р. Семешко Д.А.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(81), ноябрь-декабрь 2023

О влиянии провалов и прерываний напряжения на режимы функционирования промышленных систем электроснабжения

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии Диагностика и мониторинг
Севостьянов А.А.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»