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.
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
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»
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.