Разработка технических решений и рекомендаций по переводу действующих сетей 6–10 кВ на напряжение 20 кВ в сельской местности

Page 1
background image

Page 2
background image

36

ПОСТАНОВКА

 

ЗАДАЧИ

Вопросы

 

формирования

 

в

 

круп

-

ных

 

городах

 

страны

 

кабельных

 

сетей

 

сравнительно

 

новой

 

для

 

нас

 

ступени

 

напряжения

 20 

кВ

 

рассматривались

 

в

 

большом

 

ко

-

личестве

 

публикаций

 [1–4 

и

 

др

.]. 

Применение

 

воздушных

 

элек

-

трических

 

сетей

 20 

кВ

 

до

 

сих

 

пор

 

ограничено

 

и

 

локализовано

 

в

 

се

-

верных

 

регионах

 

России

 [5]. 

При

-

чем

 

технические

 

решения

 

были

 

заимствованы

 

у

 

скандинавских

 

стран

использующих

 

специфич

-

ные

 

подходы

 

к

 

обоснованию

 

и

 

вы

-

бору

 

оборудования

 

и

 

режимов

 

его

 

работы

 [6]. 

В

 

статье

 [7] 

рассмо

-

трен

 

альтернативный

 

подход

 — 

перевод

 

действующих

 

воздуш

-

ных

 

сетей

 6–10 

кВ

 

на

 

напряжение

 

20 

кВ

В

 

середине

 

прошлого

 

века

 

по

 

этому

 

пути

 

уже

 

прошли

 

некото

-

рые

 

западноевропейские

 

страны

 

(

подробно

 

описано

 

в

 

работе

 [8]), 

где

 

на

 

напряжение

 20 

кВ

 

перево

-

дились

 

электрические

 

сети

 15 

кВ

.

Следует

 

согласиться

 

с

 

авто

-

ром

 [7], 

что

 

для

 

принятия

 

реше

-

ний

 

по

 

такому

 

переводу

 

до

 

сих

 

пор

 

в

 

стране

 

существовал

 

ряд

 

не

-

решенных

 

технических

 

проблем

:

 

отсутствие

 

проектных

 

решений

 

на

 

переустройство

 

воздушных

 

линий

  (

ВЛ

и

 

трансформатор

-

ных

 

подстанций

 (

ТП

сельского

 

типа

 — 

столбовых

мачтовых

 

и

 

комплектных

 

киосковых

 (

СТП

МТП

 

и

 

КТПК

 

соответственно

); 

 

неопределенность

 

в

 

выборе

 

режима

 

заземления

 

нейтрали

 

в

 

сети

 20 

кВ

 

с

 

преобладанием

 

ВЛ

;

 

пробелы

 

в

 

оценке

 

технико

-

экономической

 

эффективно

-

сти

 

перевода

 

сетей

 6–10 

кВ

 

на

 

напряжение

 20 

кВ

;

 

ряд

 

иных

 

вопросов

связанных

 

с

 

формированием

 

структуры

 

и

 

параметров

 

сетей

.

Настоящая

 

статья

 

посвящена

 

решению

 

указанных

 

технических

 

проблем

.

ПЕРЕВОД

 

ВЛ

 6–10 

кВ

НА

 20 

кВ

Различия

 

между

 

ВЛ

 6–10 

и

 20 

кВ

 

проведем

 

по

 

следующим

 

элемен

-

там

марки

 

проводов

изоляци

-

онные

 

расстояния

 

между

 

ними

типы

 

изоляторов

материал

 

опор

Как

 

видно

 

из

 

табицы

 1, 

при

 

пере

-

ходе

 

от

 6–10 

кВ

 

к

 20 

кВ

 

более

 

чем

 

в

 

два

 

раза

 

увеличиваются

 

требу

-

емые

 

изоляционные

 

расстояния

При

 

этом

 

ВЛ

 

с

 

защищенными

 

про

-

водами

  (

ВЛЗ

) — 

типа

 

СИП

-3 — 

имеют

 

единую

 

номенклатуру

 

до

 

20 

кВ

 

включительно

независимо

 

от

 

номинального

 

напряжения

 

сети

Отмеченное

 

выше

 

увели

-

чение

 

изоляционных

 

расстояний

 

не

 

является

 

весомым

 

влияющим

 

фактором

так

 

как

 

типовые

 

проек

-

ты

 

ВЛ

 

среднего

 

напряжения

 

в

 

на

-

шей

 

стране

 

предусматривают

 

больший

 

запас

 

по

 

междуфазным

 

расстояниям

 (550–600 

мм

).

Сложнее

 

обстоит

 

дело

 

с

 

при

-

менением

 

изоляторов

Так

шты

-

ревые

 

изоляторы

 

типа

 

ШФ

-20 

на

 

номинальное

 

напряжение

 20 

кВ

 

с

 

позиций

 

длины

 

пути

 

утечки

 

(325–400 

мм

можно

 

использо

-

вать

 

в

 

сетях

 6–10 

кВ

в

 

то

 

время

 

как

 

для

 20 

кВ

 

требуется

 456–

840 

мм

 

в

 

зависимости

 

от

 

степени

 

загрязнения

 

изоляции

  (

справед

-

ливо

 

для

 

железобетонных

 

и

 

ме

-

Разработка технических решений 
и рекомендаций по переводу 
действующих сетей 6–10 кВ 
на напряжение 20 кВ в сельской 
местности

По

 

материалам

IV 

Всероссийской

 

конференции

«

РАЗВИТИЕ

 

И

 

ПОВЫШЕНИЕ

 

НАДЕЖНОСТИ

 

ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

 

СЕТЕЙ

»

Иванов

 

В

.

Е

.,

 

первый

 

заместитель

 

генерального

 

директора

 — 

главный

 

инженер

 

ПАО

 «

МОЭСК

»

Табл

. 1. 

Различия

 

между

 

ВЛ

 6–10 

кВ

 

и

 20 

кВ

Элемент

6–10 

кВ

20 

кВ

Провод

АС

Одинаков

 

для

 

всех

 

классов

 

напряжения

СИП

–3

Междуфазные

 

изоляци

-

онные

 

расстояния

мм

200

450

Изоляторы

ШФ

–20; 

ПС

–70

ЛШСК

 12,5–20-

А

2; 

ПС

–70

Материал

 

опор

Одинаков

 

для

 

всех

 

классов

 

напряжения

:

железобетон

металл

дерево

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 

СЕТИ 20 КВ


Page 3
background image

37

таллических

 

опор

). 

Однако

 

стои

-

мость

 

изоляторов

 

относительно

 

невелика

Поэтому

 

при

 

прочих

 

равных

 

условиях

 

затраты

 

на

 

ВЛ

 

6–10 

и

 20 

кВ

 

различаются

 

на

 0,5–

1,0% (20 

кВ

 

дороже

). 

И

 

данным

 

фактором

 

допустимо

 

пренебречь

 

при

 

переводе

 

сетей

 

на

 

более

 

высокое

 

номинальное

 

напря

-

жение

.

ПЕРЕВОД

 

ТП

 6–10/0,4 

кВ

НА

 20 

кВ

На

 

рисунке

 1 

эскизно

 

приведены

 

основные

 

ТП

 

сельского

 

типа

Их

 

основные

 

элементы

:

 

силовой

 

трансформатор

;

 

плавкие

 

предохранители

;

 

ограничители

 

перенапряже

-

ний

 

выносной

 

разъединитель

;

 

шкаф

 0,4 

кВ

.

Минимальные

 

междуфазные

 

расстояния

 

в

 

ТП

 

при

 

переходе

 

от

 

6–10 

к

 20 

кВ

 

увеличиваются

 

на

 

110 

мм

 

для

 

открытых

 

и

 

на

 70 

мм

 

для

 

закрытых

 

распределитель

-

ных

 

устройств

  (

РУ

). 

При

 

суще

-

ствующих

 

габаритах

 

СТП

 

и

 

МТП

 

это

 

не

 

принципиально

тем

 

бо

-

лее

что

 

ошиновка

 

между

 

эле

-

ментами

 

ТП

 

выполняется

 

изо

-

лированным

 

проводом

 

СИП

-3. 

Главный

 

элемент

 

ТП

 — 

силовой

 

трансформатор

 6–20/0,4 

кВ

как

правило

типа

 

ТМГ

 — 

имеет

 

оди

-

наковые

 

массогабаритные

 

раз

-

меры

 

с

 

единственным

 

отличи

-

ем

 

для

 20 

кВ

высота

 

его

 

вы

-

соковольтных

 

вводов

 

на

 75 

мм

 

выше

что

 

также

 

не

 

принципи

-

ально

Различия

 

габаритов

 

про

-

чего

 

оборудования

 

еще

 

менее

значимы

.

Таким

 

образом

при

 

перево

-

де

 

СТП

 

и

 

МТП

 

с

 6–10 

на

 20 

кВ

 

потребуется

 

замена

 

оборудова

-

ния

Однако

 

при

 

этом

 

имеется

 

возможность

 

оставить

 

опоры

 

ТП

 

и

 

частично

 

сохранить

 

их

 

крепе

-

жи

Что

 

касается

 

перевода

 

КТПК

 

на

 20 

кВ

то

 

здесь

 

предпочти

-

тельна

 

их

 

полная

 

замена

 

с

 

со

-

хранением

 

строительной

 

части

 

подстанции

  (

ПС

). 

Причина

 

кро

-

ется

 

в

 

том

что

 

из

-

за

 

разницы

 

в

 

изоляционных

 

расстояниях

 

не

-

обходимо

 

увеличить

 

габаритные

 

размеры

 

отсека

 

шинопровода

а

 

также

 

заменить

 

проходные

 

и

 

опорные

 

изоляторы

.

Если

 

затраты

 

на

 

ВЛ

 6–10 

кВ

 

и

 20 

кВ

как

 

показано

 

выше

поч

-

ти

 

одинаковы

то

 

с

 

удорожани

-

ем

 

ТП

 20 

кВ

 

следует

 

считаться

 

(

таб

 

лица

 2). 

Подчеркнем

что

 

все

 

оборудование

 20 

кВ

 

серийно

 

вы

-

пускается

 

отечественными

 

заво

-

дами

-

изготовителями

.

КОНФИГУРАЦИЯ

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

 

СЕТИ

 

20 

кВ

Как

 

известно

при

 

построении

 

электрической

 

сети

 

важнейшим

 

влияющим

 

фактором

 

являет

-

ся

 

ее

 

структура

 

и

 

параметры

Иными

 

словами

 — 

необходимо

 

принимать

 

во

 

внимание

 

пред

-

почтительную

 

структуру

 

сети

к

 

которой

 

следует

 

стремиться

Воздушные

 

электрические

 

сети

 

6–20 

кВ

 

по

 

своей

 

сути

 — 

это

 

си

-

стема

 

массового

 

обслуживания

которая

 

должна

 

быть

 

макси

-

мально

 

унифицирована

 

с

 

тех

-

нико

-

экономических

 

позиций

Принципы

 

такой

 

унификации

 

рассматривались

 

в

 [7]; 

структу

-

ра

 

воздушных

 

сетей

 

среднего

 

напряжения

 

представляет

 

со

-

бой

 

известную

 

петлевую

 

схему

 

с

 

подключением

 

от

 

двух

 

геогра

-

фически

 

разнесенных

 

центров

 

питания

  (

ЦП

) 110/20 

кВ

секцио

-

Табл

. 2. 

Удорожание

 

оборудования

 

трансформаторных

 

подстанций

Оборудование

Удорожание

%

Столбовая

 

ТП

 

16–100 

кВ·А

25–28

Мачтовая

 

ТП

160–250 

кВ·А

23–30

Киосковая

 

ТП

400–1000 

кВ·А

15–20

Ячейка

 

комплектного

РУ

реклоузер

25–30

В

 

среднем

на

 

фрагмент

 

сети

25

Рис

. 1. 

Трансформаторные

 

подстанции

а

СТП

б

МТП

в

КТПК

г

разъеди

-

нитель

а

)

в

)

б

)

г

)

 4 (49) 2018


Page 4
background image

38

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

ЦП № 1

ЦП № 2

20 кВ

20 кВ

нированную

 

реклоузерами

  (

ри

-

сунок

 2).

Трансформаторные

 

подстан

-

ции

 

подключаются

 

к

 

основной

 

магистрали

 

на

 

ответвлениях

 

с

 

установкой

 

разъединителя

 

или

 

реклоузера

Защита

 

транс

-

форматоров

 

осуществляется

 

плавкими

 

предохранителями

В

 

нормальном

 

режиме

 

схема

 

сети

 

разомкнута

 

на

 

одном

 

из

 

ре

-

клоузеров

 

с

 

использованием

 

ав

-

томатического

 

ввода

 

резерва

 

(

АВР

). 

Количество

 

ответвлений

 

к

 

ТП

 

между

 

коммутационными

 

устройствами

 

основной

 

маги

-

страли

 

на

 

рисунке

 2 

показано

 

условно

Устанавливаются

 

пре

-

имущественно

 

одно

 

трансфор

 

ма

-

торные

 

комплектные

 

ТП

Как

 

видно

 

из

 

рисунка

 2, 

в

 

схеме

 

от

-

сутствуют

 

распределительные

 

пункты

  (

РП

), 

что

 

упрощает

 

схе

-

му

 

сети

 

и

 

принципиально

 

важно

 

с

 

позиций

 

выбора

 

режима

 

зазем

-

ления

 

нейтрали

.

РЕЖИМ

 

ЗАЗЕМЛЕНИЯ

 

НЕЙТРАЛИ

 

ЭЛЕКТРИЧЕС

-

КОЙ

 

СЕТИ

 20 

кВ

Кабельные

 

сети

 20 

кВ

 

появились

 

в

 

г

Москве

 

в

 

начале

 2000-

х

 

годов

Для

 

них

 

изначально

 

был

 

принят

 

режим

 

низкоомного

 

резистивно

-

го

 

заземления

 

нейтрали

На

 

ЦП

 

110–220/20 

кВ

 

в

 

нейтралях

 

си

-

ловых

 

трансформаторов

 

были

 

установлены

 

резисторы

 

сопро

-

тивлением

 

R

Р

 = 12 

Ом

При

 

этом

 

ток

 

однофазного

 

замыкания

 

на

 

землю

 (

ОЗЗ

):

I

Р

 

 

U

НОМ

/

3

R

Р

 = 

= 20/(

3·12) = 0,96 

кА

,

где

 

U

НОМ

 — 

номинальное

 

напря

-

жение

 

сети

.

Достоинства

 

низкоомного

 

ре

-

зистивного

 

режима

 

заземления

 

нейтрали

 

в

 

сетях

 

среднего

 

на

-

пряжения

 

известны

К

 

ним

 

от

-

носятся

 

создание

 

условий

 

для

 

практически

 

полного

 

исключения

 

дуговых

 

перенапряжений

 

высо

-

кой

 

кратности

 

и

 

перехода

 

одно

-

фазных

 

замыканий

 

в

 

междуфаз

-

ные

  (

многоместные

КЗ

а

 

также

 

поражения

 

персонала

 

и

 

сторон

-

них

 

лиц

 

при

 

ОЗЗ

обеспечение

 

селективной

 

работы

 

устройств

 

релейной

 

защиты

 

и

   

автоматики

 

(

РЗА

при

 

ОЗЗ

 

и

 

ряд

 

других

 

пре

-

имуществ

.

Из

 

ранней

 

западноевропей

-

ской

 

практики

 

известно

что

 

вы

-

бор

 

тока

 

ОЗЗ

 

является

 

компро

-

миссным

 

решением

 

с

 

позиций

 

обеспечения

 

требуемой

 

чув

-

ствительности

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

приемлемых

 

сопротивлений

 

заземляющих

 

устройств

 

при

 

без

-

условном

 

выполнении

 

безопас

-

ности

 

персонала

Значения

 

тока

 

ОЗЗ

 

в

 

воздушных

 

и

 

кабельных

 

сетях

 

существенно

 

разнятся

На

-

пример

во

 

Франции

 

в

 

кабельных

 

сетях

 

ток

 

ОЗЗ

 — 1000 

А

а

 

в

 

воз

-

душных

 — 300 

А

 [9].

При

 

выборе

 

тока

 

ОЗЗ

 

в

 

воз

-

душных

 

сетях

 20 

кВ

 

примени

-

тельно

 

к

 

схеме

приведенной

 

на

 

рисунке

 2, 

коэффициент

 

чув

-

ствительности

 

устройств

 

РЗА

 

ЦП

 

и

 

реклоузеров

 

определялся

 

с

 

учетом

 

отстройки

 

от

 

времято

-

ковых

 

характеристик

 

плавления

 

плавких

 

вставок

 

предохраните

-

лей

 

ТП

 20/0,4 

кВ

.

Приемлемые

 

сопротивления

 

заземляющих

 

устройств

 

оцени

-

вались

 

с

 

учетом

 

не

 

только

 

без

-

опасности

но

 

и

 

экономичности

 

и

 

возможности

 

их

 

размещения

 

в

 

границах

 

охранных

 

зон

 

ВЛ

 

на

 

подходах

 

к

 

ТП

 20/0,4 

кВ

Мини

-

мально

 

возможное

 

значение

 

данного

 

сопротивления

 

оценено

 

в

 2 

Ом

К

 

примеру

для

 

существу

-

ющих

 

ТП

 6–10/0,4 

кВ

 

нормируется

 

Ом

В

 

последнем

 

случае

 

обычно

 

требуется

 

шесть

 

электродов

раз

-

мещаемых

 

на

 

площади

 5×10 

м

Для

 

заземляющего

 

устройства

 

Ом

 

потребуется

 15 

электродов

 

и

 

площадь

 10×20 

м

При

 

этом

 

стоимость

 

последнего

 

возраста

-

ет

 

в

 

три

 

раза

 

и

 

может

 

составить

 

Рис

. 2. 

Предпочтительная

 

конфигурация

 

электрической

 

сети

 

выключатель

 

реклоузер

 

разъединитель

 

предохранитель

 

трансформатор

 

20/0,4 

кВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 

СЕТИ 20 КВ


Page 5
background image

39

до

 10% 

затрат

 

на

 

СТП

Последу

-

ющее

 

снижение

 

сопротивления

 

заземляющего

 

устройства

 

элек

-

троустановок

 20/0,4 

кВ

 

экономи

-

чески

 

нецелесообразно

так

 

как

 

его

 

и

 

собственно

 

ТП

 

стоимость

 

может

 

сравняться

что

 

приведет

 

к

 

чрезмерному

 

удорожанию

 

сети

.

В

 

расчетах

 

ток

 

ОЗЗ

 

варьиро

-

вался

 

в

 

диапазоне

 

от

 100 

А

 

до

 

400 

А

Оказалось

что

 

указан

-

ным

 

выше

 

ограничениям

 

наибо

-

лее

 

соответствует

 

ток

 200 

А

Это

 

значение

 

можно

 

считать

 

компро

-

миссным

 

решением

 

для

 

воздуш

-

ных

 

сетей

 20 

кВ

 

на

 

современном

 

временном

 

промежутке

.

Важно

 

подчеркнуть

что

 

сопро

-

тивление

 

заземляющего

 

устрой

-

ства

 2 

Ом

 

допустимо

 

при

 

мини

-

мально

 

возможном

 

времени

 

t

 

от

-

ключения

 

ОЗЗ

Оно

 

не

 

может

 

быть

 

меньше

 0,3 

с

 

для

 

современных

 

микропроцессорных

 

устройств

 

РЗА

Так

логика

 

работы

 

наибо

-

лее

 

простых

 

ненаправленных

 

токовых

 

защит

 

нулевой

 

последо

-

вательности

 

должна

 

исходить

 

из

 

минимально

 

возможного

 

време

-

ни

 

неселективного

 

отключения

 

всех

 

коммутационных

 

устройств

 

при

 

ОЗЗ

 

и

 

далее

 

их

 

последова

-

тельного

 

однократного

 

автома

-

тического

 

повторного

 

включения

 

(

АПВ

с

 

ускорением

 

защит

на

-

чиная

 

с

 

выключателя

 

ЦП

Время

 

ускорения

 

защит

 

в

 

воздушных

 

сетях

 

принимается

 

до

 0,1 

с

Ми

-

нимально

 

время

 

отстройки

 

защит

 

ЦП

 

и

  «

нижестоящего

» 

реклоузе

-

ра

 — 0,2 

с

то

 

есть

 

ступень

 

селек

-

тивности

гарантированная

 

за

-

водом

-

изготовителем

 

устройств

 

РЗА

Откуда

 

имеем

 

искомое

время

:

t

 = 0,1 + 0,2 = 0,3 

с

.

Приведенные

 

выше

 

причинно

-

следственные

 

связи

 

при

 

низко

-

омном

 

резистивном

 

заземлении

 

нейтрали

 

свидетельствуют

что

 

такие

 

электрические

 

сети

 

мож

-

но

 

сформировать

 

лишь

 

для

 

кон

-

фигураций

 

на

 

рисунке

 2, 

то

 

есть

 

в

 

схемах

 

без

 

РП

В

 

противном

 

случае

 

при

 

выборе

 

параметров

 

сети

 

потребуется

 

дополнительно

 

учесть

 

еще

 

три

 

ступени

 

селек

-

тивности

 

по

 

времени

 

устройств

 

РЗА

 (

не

 

менее

 3 × 0,2 = 0,6 

с

). 

Это

 

чрезмерно

 

ужесточит

 

требова

-

ния

 

к

 

заземляющим

 

устройствам

что

 

на

 

практике

 

приведет

 

к

 

невоз

-

можности

 

использования

 

всех

 

преимуществ

 

низкоомного

 

рези

-

стивного

 

заземления

 

нейтрали

.

СИСТЕМЫ

 

КОНТРОЛЯ

 

И

 

УПРАВЛЕНИЯ

 

ЭЛЕКТРИ

-

ЧЕСКОЙ

 

СЕТИ

 20 

кВ

Основными

 

элементами

 

системы

 

контроля

управления

 

и

 

защиты

 

электрической

 

сети

 20 

кВ

 

явля

-

ются

 

реклоузеры

  (

рисунок

 3). 

Они

 

предоставляют

 

возможность

 

деления

 

сети

автоматически

 

вы

-

деляя

 

в

 

ней

 

поврежденный

 

уча

-

сток

 

и

 

обеспечивая

 

быструю

 

ее

 

реконфигурацию

Условные

 

обо

-

значения

 

на

 

рисунке

 3: 

МТЗ

 — 

максимальная

 

токовая

 

защита

ЗЗЗ

 — 

защита

 

от

 

ОЗЗ

ЗОФ

 — 

за

-

щита

 

от

 

обрыва

 

фаз

ЗМН

 — 

за

-

щита

 

минимального

 

напряжения

ДТ

 — 

датчик

 

тока

ДТ

0 — 

датчик

 

тока

 

нулевой

 

последовательно

-

сти

ДН

 — 

датчик

 

напряжения

.

Устройство

 

защиты

 

и

 

управле

-

ния

 

реклоузера

 

реализует

 

функ

-

ции

 

защит

 

от

 

междуфазных

 

КЗ

 

и

 

ОЗЗ

а

 

также

 

от

 

несимметрич

-

ных

 

режимов

обусловленных

 

об

-

рывом

 

одного

 

из

 

линейных

 

про

-

водов

Защита

 

от

 

междуфазных

 

КЗ

 

в

 

сети

 20 

кВ

 

строится

 

анало

-

гично

 

сетям

 6–10 

кВ

 — 

функция

 

ненаправленной

 

МТЗ

Защита

 

от

 

ОЗЗ

 

выполняется

 

на

 

базе

 

не

-

направленной

 

токовой

 

защиты

 

нулевой

 

последовательности

В

 

связи

 

с

 

необходимостью

 

вы

-

полнения

 

жестких

 

требований

 

по

 

времени

 

отключения

 

ОЗЗ

равной

 0,3 

с

  (

см

выше

), 

пред

-

усматривается

 

неселективное

 

его

 

отключение

 

с

 

последующим

 

восстановлением

 

питания

 

не

-

поврежденных

 

участков

 

сети

 

действием

 

АПВ

 

и

 

АВР

Исполь

-

зование

 

ненаправленных

 

защит

 

позволяет

 

заметно

 

упростить

 

об

-

служивание

 

устройств

 

РЗА

.

Для

 

реклоузеров

установлен

-

ных

 

в

 

точках

 

нормального

 

де

-

ления

 

сети

предусматривается

 

функция

 

АВР

обеспечивающая

 

подачу

 

питания

 

при

 

обесточении

 

одного

 

из

 

участков

 

сети

Реклоу

-

зеры

не

 

отключившиеся

 

от

 

дей

-

ствия

 

защит

питание

 

которых

 

не

 

было

 

восстановлено

 

действием

 

АПВ

отключаются

 

от

 

ЗМН

 

для

 

корректной

 

работы

 

АВР

Для

 

за

-

щиты

 

шин

 20 

кВ

 

ЦП

 

при

 

ОЗЗ

 

пред

-

усматривается

 

токовая

 

защита

включенная

 

на

 

трансформатор

 

тока

установленный

 

в

 

цепи

 

рези

-

стора

 

заземления

 

нейтрали

.

В

 

послеаварийном

 

режиме

 

основную

 

роль

 

в

 

восстановле

-

нии

 

питания

 

неповрежденных

 

участков

 

сети

 

играют

 

РЗА

 

рекло

-

узеров

 

и

 

устройства

 

фиксации

 

токов

 

КЗ

 

и

 

ОЗЗ

то

 

есть

 

указате

-

лей

 

поврежденного

 

участка

По

 

полученной

 

от

 

них

 

информации

 

можно

 

быстро

 

определить

 

по

-

врежденный

 

участок

 

сети

отде

-

лить

 

его

 

с

 

помощью

 

коммутаци

-

онных

 

аппаратов

 

от

 

остальной

 

сети

 

и

 

организовать

 

аварийно

-

восстановительный

 

ремонт

.

Для

 

интеграции

 

реклоузеров

 

и

 

указателей

 

в

 

систему

 

диспет

-

черского

 

управления

 

предусма

-

тривается

 

использование

 

в

 

ка

-

честве

 

основных

 

каналов

 

связи

базирующиеся

 

на

 

технологии

 

PLC (Power Line Communication), 

что

 

делает

 

сеть

 20 

кВ

 

в

 

опреде

-

ленной

 

мере

  «

цифровой

» — 

по

-

мимо

 

электроэнергии

 

по

 

ней

 

также

 

передаются

 

потоки

 

ин

-

формации

необходимые

 

для

 

контроля

 

и

 

управления

Дан

-

ный

 

подход

 

не

 

исключает

 

при

-

менения

 

волоконно

-

оптических

 

линий

 

связи

 

при

 

возможности

 

их

 

выполнения

 

с

 

учетом

 

эконо

-

мической

 

целесообразности

например

при

 

новом

 

строи

-

тельстве

В

 

качестве

 

резервных

 

каналов

 

связи

 

задействованы

 

беспроводные

 

технологии

 

пере

-

дачи

 

данных

 

операторов

 

связи

.

Рис

. 3. 

Функции

 

защиты

 

и

 

автома

-

тики

 

реклоузера

Резервное

 

питание

Основное

 

питание

ДТ

ДН

АПВ

АВР

МТЗ

ЗОФ

Детектор

 

источника

ЗЗЗ

ЗМН

детектор

 

источника

ДТО

ДН

Реклоузер

 4 (49) 2018


Page 6
background image

40

ЭКОНОМИКА

 

ФОРМИРОВАНИЯ

 

ЭЛЕКТРИ

-

ЧЕСКОЙ

 

СЕТИ

 20 

КВ

Для

 

оценки

 

технико

-

экономиче

-

ской

 

эффективности

 

перевода

 

сетей

 6–10 

кВ

 

на

 

напряжение

 

20 

кВ

 

анализу

 

были

 

подвергнуты

 

фактические

 

параметры

 

сетей

 

6–10 

кВ

 

региона

 (

таблица

 3). 

Вы

-

делялись

 

их

 

фрагменты

 

по

 

типу

представленному

 

на

 

рисунке

 2, 

с

 

максимальным

 

охватом

 

осо

-

бенностей

от

 

наиболее

 «

глухих

» 

уголков

 

области

до

 

пригород

-

ных

 

густонаселенных

 

районов

Это

 

позволило

 

сформировать

 

возможный

 

спектр

 

расчетных

 

условий

 

вычислительного

 

экспе

-

римента

.

Условные

 

обозначения

 

в

 

та

-

блице

 3: 

в

 

наименовании

 

ПС

 

первая

 

цифра

 — 

фактический

 

диспетчерский

 

номер

цифра

 

в

 

скобках

 — 

диспетчерский

 

но

-

мер

 

присоединения

P

 — 

сум

-

марная

 

нагрузка

 

выделенных

 

присоединений

 

в

 

дни

 

замеров

 

2016 

г

., 

числитель

 — 

зимний

 

за

-

мер

знаменатель

 — 

летний

l

 — 

протяженность

 

сети

 

во

 

фраг

-

менте

числитель

 — 

суммарная

 

(

то

 

есть

 

с

 

ответвлениями

), 

зна

-

менатель

 — 

магистрального

 

участка

 — 

отношение

 

стои

-

мости

 

владения

 

электрической

 

сети

 10 

кВ

 

к

 

стоимости

 

альтерна

-

тивной

 

сети

 20 

кВ

Как

 

видно

 

из

 

таблицы

 3, 

один

 

из

 

основных

 

ин

-

тегральных

 

показателей

 

любой

 

электрической

 

сети

 — 

плотность

 

нагрузки

 — 

меняется

 

в

 

весьма

 

широком

 

диапазоне

от

 8 

до

 157 

кВт

/

км

2

то

 

есть

 

различается

 

бо

-

лее

 

чем

 

на

 

порядок

.

Стоимость

 

владения

 

сети

 

в

 

таблице

 3 — 

суммарные

 

дис

-

контированные

 

затраты

 

за

 

рас

-

четные

 30 

лет

 

эксплуатации

Учтены

 

все

 

затраты

 

на

 

оборудо

-

вание

строительно

-

монтажные

 

и

 

пуско

-

наладочные

 

работы

от

-

числения

 

на

 

ремонт

 

и

 

обслужи

-

вание

а

 

также

 

стоимость

 

потерь

 

электроэнергии

 

по

 

стандартной

 

методике

 [10].

Как

 

видно

 

из

 

таблицы

 3, 

раз

-

ность

 

в

 

стоимости

 

владения

 

альтернативных

 

вариантов

 

сети

 

различается

 

не

 

более

чем

 

на

 

10%, 

независимо

 

от

 

нагрузки

 

и

 

ее

 

плотности

а

 

также

 

протя

-

Табл

. 3. 

Фактические

 

параметры

 

сетей

 

московского

 

региона

Фрагмент

 

сети

P

МВт

l

км

Плотность

Стоимость

 

владе

-

ния

 

сети

млн

 

руб

.

, %

нагрузки

кВт

/

км

2

ТП

,

шт

./ 

км

2

10 

кВ

20 

кВ

ПС

–358(10) 

ПС

–321(7)

3,1/1,6

41/20

129

2,0

104

102

102

ПС

–187(23) 

ПС

–358(1)

4,8/3,2

52/19

154

2,1

143

136

106

ПС

–663(22) 

ПС

–708(16)

7,4/5,8

74/33

154

1,8

440

251

175

ПС

–121(3) 

ПС

–605(6)

3,6/1,9

70/21

83

1,6

206

164

126

ПС

–605(38) 

ПС

–23(19)

6,6/6,1

88/43

157

2,6

495

288

172

ПС

–691(2) 

ПС

–717(3)

1,8/1,0

47/13

57

1,7

89

94

95

ПС

–669(10) 

ПС

–583(4)

1,8/0,8

43/23

46

1,1

87

89

98

ПС

–185(13) 

ПС

–583(7)

2,5/1,2

36/22

67

1,0

74

72

103

ПС

–10(5) 

ПС

–579(33)

3,0/1,7

62/36

55

0,9

146

121

120

ПС

–225(9) 

ПС

–579(33)

3,1/2,4

76/38

45

1,0

154

148

104

ПС

–333(3) 

ПС

–26(10)

2,7/1,3

27/14

110

0,8

55

56

97

ПС

–38(10) 

ПС

–477(3)

2,8/1,9

54/30

72

1,5

117

116

101

ПС

–38(14) 

ПС

–477(8)

1,6/1,1

65/31

40

1,4

114

116

98

ПС

–39(6) 

ПС

–477(7)

1,2/0,6

62/41

25

1,0

97

102

95

ПС

–712(33) 

ПС

–298(6)

1,0/0,3

50/31

26

0,9

90

97

93

ПС

–486(5) 

ПС

–456(23)

0,3/0,1

35/31

8

0,4

45

48

94

ПС

–419(25) 

ПС

–100(4)

3,0/1,9

42/20

118

2,2

125

105

119

ПС

–768(1) 

ПС

–298(1)

1,5/0,8 107/39

22

1,0

153

153

100

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 

СЕТИ 20 КВ


Page 7
background image

41

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Плетнев

 

Л

Электросеть

 

для

 

мегаполиса

 // 

Новости

 

элек

-

тротехники

, 2004, 

 3(27). URL: http://www.news.elteh.ru/

arh/2004/27/09.php.

2. 

Миридонов

 

А

.

Б

., 

Ермаков

 

А

.

М

Перспективы

 

развития

 

сетей

 20 

кВ

 

в

 

ПАО

 «

МОЭСК

» // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Пе

-

редача

 

и

 

распределение

, 2016, 

 3(36). 

С

. 58–59.

3. 

Майоров

 

А

.

В

Опыт

 

эксплуатации

 

электрических

 

сетей

 

20 

кВ

 

и

 

вопросы

 

развития

 

их

 

структуры

 // 

ЭЛЕКТРО

-

ЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

, 2017, 

 4(43). 

С

. 74–79.

4. 

Огиенко

 

И

.

И

Анализ

 

топологии

 

электрических

 

сетей

 

20 

кВ

 

по

 

критериям

 

оптимизации

наблюдаемости

энергоэффективности

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Пере

-

дача

 

и

 

распределение

, 2018, 

 1(46). 

С

. 66–70.

5. 

Гейбатов

 

Т

Опыт

 

проектирования

 

сети

 20 

кВ

 

для

 

элек

-

троснабжения

 

отдаленных

 

населенных

 

пунктов

 

в

 

ХМАО

 

// 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

2013, 

 6(21). 

С

. 70–73.

6. 

Шаманов

 

Д

., 

Соколов

 

С

Распределительные

 

сети

 

Фин

-

ляндии

Особенности

 

схемных

 

решений

 // 

Новости

 

элек

-

тротехники

, 2005, 

 6. URL: http://www.news.elteh.ru/

arh/2005/36/03.php. 

7. 

Вологин

 

А

.

В

., 

Степанов

 

А

.C. 

Концепция

 

развития

 

рас

-

пределительной

 

сети

 

среднего

 

напряжения

 

в

 

Москов

-

ской

 

области

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распре

-

деление

, 2016, 

 4(37). 

С

. 76–79.

8. 

Могильницкий

 

Н

.

А

., 

Шулов

 

Б

.

С

Применение

 

напря

-

жения

 20 

кВ

 

в

 

Латвийской

 

ССР

М

.–

Л

.: 

Госэнергоиздат

1963, 168 

с

.

9. 

Двадцать

 

пять

 

лет

 

изучения

 

энергосистем

 

Франции

Под

 

ред

М

.

П

Костенко

Л

.: 

Энергия

, 1977. 129 

с

.

10. 

Справочник

 

по

 

проектированию

 

электрических

 

сетей

Под

 

ред

Д

.

Л

Файбисовича

М

.: 

Изд

-

во

 

НЦ

 

ЭНАС

, 2005. 

320 

с

.

11. 

СТО

 34.01–21.1–001–2017. 

Распределительные

 

элек

-

трические

 

сети

 

напряжением

 0,4–110 

кВ

Требования

 

к

 

технологическому

 

проектированию

М

.: 

ПАО

  «

Россе

-

ти

», 2017. 233 

с

.

женности

 

сети

 

в

 

ее

 

фрагментах

Известно

 [11], 

что

 

при

 

сравнении

 

вариантов

 

электрических

 

сетей

 

с

 

разными

 

классами

 

напряже

-

ния

имеющих

 

равные

 

затраты

 

или

 

затраты

отличающиеся

 

до

 

10%, 

приоритет

 

отдается

 

ва

-

рианту

 

развития

 

сетей

 

с

 

более

 

высоким

 

напряжением

 

распре

-

делительной

 

сети

С

 

указанных

 

позиций

 

переход

 

с

 

напряжения

 

10 

на

 20 

кВ

 

целесообразен

 

прак

-

тически

 

при

 

всем

 

многообразии