В связи с ростом электрических нагрузок во многих регионах России, в первую очередь в крупных городах, возник вопрос о повышении пропускной способности электросетей, в частности путём перевода распределительных сетей с напряжения 10 кВ на напряжение 20 кВ. Насколько оправдан этот посыл? Какие плюсы и минусы сулит переход на более высокое напряжение? Эти и многие другие вопросы обсудили участники Всероссийской конференции «Технико-экономические аспекты развития электрических сетей напряжением 20 кВ», которая состоялась 14 июля в Москве.
Организатором конференции выступил журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение», генеральным партнёром – ОАО «ОЭК».
Как отметил модератор мероприятия ведущий эксперт журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» Сергей Шумахер, тема конференции вызвала большой интерес у специалистов электросетевого комплекса. В дискуссии приняли участие представители практически всех сфер, так или иначе связанных с рассматриваемыми на конференции вопросами, в том числе – представители Минэнерго России, центрального аппарата и ДЗО ГК «Россети», ОАО «ОЭК», ПАО «МОЭСК», Правительства Москвы, инжиниринговых компаний, эксплуатационных, проектных и научных организаций, разработчики и поставщики оборудования.
Как отмечали участники конференции, в России исторически сложилась распределительная сеть напряжением 10 кВ, в то время как в странах Европы, Америки, Азии и т.д. базовым средним напряжением принято 20 кВ.
В связи с ростом нагрузок перед эксплуатационными организациями, прежде всего занятых обслуживанием сетей в мегаполисах, встал вопрос, каким образом повысить пропускную способность электросетей, в частности не следует ли перейти на следующую ступень напряжения 20 кВ?
Первопроходцами в области перевода электрической сети на 20 кВ стали московские энергетики, что было вызвано активным ростом плотности нагрузок, которые на сегодняшний день далеко перешагнули действующие нормативы и вплотную приблизились к параметрам крупнейших мегаполисов мира. Как отметил генеральный директор ОАО «ОЭК» Андрей Майоров, на конец декабря 2014 года мощность нагрузок по г. Москва составила 18 ГВт. До 2020 г., в связи с развитием территории Новой Москвы ожидается рост нагрузок в 1,7 раза. Средняя плотность нагрузок увеличится до 23 МВт на 1 км2, а в ряде районов города, например, Москва-Сити она может достичь 100–150 МВт на 1 км2. При таких тенденциях существующие сети не смогут обеспечить необходимую пропускную способность. Поэтому необходим переход на линии электропередачи с повышенным напряжением.
Перевод электрических сетей с 10 на 20 кВ позволяет увеличить пропускную способность, как минимум, в 2–2,5 раза в пределах той же территории. Кроме того, повышается надёжность и качество энергоснабжения.
На сегодняшний день в Москве завершается строительство опорной сети 20 кВ. В соответствии со схемой этой сети планируется построить более 400 км кабельных линий. Докладчик обратил внимание, что в столице на один километр прокладки кабеля приходится от 30 до 100 разнородных участков. В связи с этим, параметры прокладки должны определяться по наихудшему участку. Сложные условия прокладки приводят к 10–45–60% снижению пропускной способности кабеля по сравнению с прокладкой кабеля в траншеях на глубине 0,8 метров. При наличии закрытых переходов глубокого заложения пропускная способность кабельных линий 20 кВ составляет 28–45%.
С технико-экономических позиций наиболее предпочтительно увеличивать пропускную способность питающих кабельных линий не за счёт увеличения сечения кабеля, а за счёт увеличения количества параллельных кабельных линий. Дополнительными организационно-техническими мероприятиями по повышению пропускной способности электрической сети 20 кВ следует считать внедрение устройств температурного контроля в кабельных системах диспетчерско-технологического управления с целью более гибкого использования их перегрузочной способности в различных коммутационных режимах.
О тенденциях энергопотребления в Москве рассказал начальник отдела электропотребления и ТЭБ ООО «ЭТС-Проект», член научно-методологического совета Росстата Николай Антонов. Он также дал прогноз роста нагрузок до 2030 г., определяющих дальнейшее развитие сетевого хозяйства в Москве. По его оценкам, темпы роста нагрузок будут определяться моделью социально-экономического развития страны и региона. Согласно базовому варианту, темпы роста могут составить в среднем 0,6% в год, при форсированном варианте развития эта цифра поднимется до 3% в год. Прирост нагрузок в Москве будет осуществляться в основном за счёт прироста населения и сферы услуг. Между тем, коррективы может внести государство, сменив невнятную либеральную экономическую модель на более чёткую и организационно выверенную. «Столичный блок» завершили директор по перспективному развитию сети ПАО «МОЭСК» Александр Митяев и заместитель руководителя Департамента ОАО «ОЭК» Александр Челазнов.
А. Митяев поделился практическими познаниями развития сети 20 кВ в ПАО «МОЭСК», сделав акцент на особенностях схем электроснабжения распределительной сети 10 и 20 кВ. Он рассказал об опыте применения напряжения 20 кВ в сетях компании, проинформировал о проекте применения 20 кВ при реконструкции сетей «Новой Москвы». А. Митяев подчеркнул, что в условиях мегаполиса сеть 20 кВ более надёжна, к тому же позволяет существенно уменьшить время на восстановление энергоснабжения потребителей в случае аварии и добиться значительного снижения потерь электричества.
Выступление А. Митяева дополнила главный инженер филиала ПАО «МОЭСК» – «Московские кабельные сети» (МКС) Виктория Востросаблина, которая сообщила, что опыт применения напряжения 20 кВ в МОЭСК базировался в основном на применении отечественного оборудования. А. Челазнов доложил о результатах экспериментальных исследований переходных процессов при однофазных замыканиях на землю в сети 20 кВ.
Об особенностях проектирования кабельных линий 20 кВ и связанных с ними дополнительными проектами организациями работ (транспортными, экологическими и пр.), возникающими препятствиями и рисками, а также о путях их преодоления рассказал генеральный директор ЗАО «Инжэнергопроект» Александр Недовиченко.
Много вопросов у аудитории вызвало выступление заместителя главного инженера по технологическому развитию и инновациям ОАО «Ленэнерго» Нияза Магдеева. По словам Н. Магдеева, в Санкт-Петербурге исторически сложилась развитая сеть 35 кВ. И для некоторых районов города (например, для Петроградской стороны) она остаётся актуальной и на перспективу, так как позволяет подключать значительно большее количество потребителей. В этих районах города при реконструкции районов ставка делается именно на напряжение 35 кВ. Особый интерес у участников конференции вызвало предложение применить в этих районах ПС 35/10/0,4 кВ, что наряду с обеспечением электроснабжения по сети 0,4 кВ вновь создаваемых крупных объектов методом «глубокого ввода» решить вопрос повышения устойчивости работы существующих сетей 10 кВ, исключив тем самым появление электрических «островов» разного напряжения.
Дополнил выступление Магдеева Н.Н. представитель Санкт -Петербургских сетей Александр Кондратьев, который сообщил, что наряду с применением базового напряжения распределительной сети 35 кВ рассматривается и вопрос применения напряжения 20 кВ в районах новой застройки.
Главный инженер ОАО «Екатеринбургская электросетевая компания», находящейся под управлением ПАО «МРСК Урала» Померанец Д.И. выступил с докладом о технико-экономическом обосновании сети 20 кВ для электроснабжения строящихся объектов в г. Екатеринбурге.
Особое мнение высказал по тематике конференции доцент СПбГПУ, научно-технический редактор журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» Михаил Дмитриев. «Есть много способов и участков, позволяющих повысить пропускную способность уже действующих кабельных линий более, не прибегая к повышению класса напряжения сети», – подчеркнул докладчик. Надо более полно использовать возможности сети 10 кВ». М. Дмитриев заметил, что существенно повысить пропускную способность сети позволяет переход от изолированной к резистивно-заземлённой нейтрали. Этот же принцип важно использовать и при строительстве сети 20 кВ, конечно, там, где она нужна. Кроме прочих «плюсов», использование резисторов даёт экономию по всей сети, а правильно выбранный режим заземления нейтрали позволяет вообще «не вспоминать», какое там напряжение в сети – 10, или 20 кВ. Кроме того докладчик предложил рассмотреть возможность внешнего охлаждения заглублённых участков кабельных линий путём применения «водяной рубашки» и т.д., что существенно повысит пропускную способность электролинии. Выступление М. Дмитриева вызвало широкое обсуждение аудитории.
Большой интерес у аудитории вызвал доклад заместителя генерального директора — главного инспектора ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС» Павла Илюшина, который ознакомил слушателей с техническими аспектами интеграции объектов распределенной генерации в распределительные сети 20 кВ с учётом международного и отечественного опыта.
– Нужно все сети переводить на резистивно-заземлённую нейтраль , особенно в условиях использования кабелей из сшитого полиэтилена, – убеждён идеолог строительства электрических сетей 20 кВ в Московском регионе, главный инженер ЗАО Холдинговая компания «ОЭнТ» Степан Тодирка. Свои мнения и соображения по этому поводу высказали и многие другие участники конференции.
О том, как повысить эффективность эксплуатации сетей 20 кВ за счёт комплексной автоматизации, позволяющей обеспечить наблюдаемость всех центров питания 220/20 кВ и интеграцию их с другими электросетями, рассказал заместитель генерального директора по маркетингу и сбыту ООО «ПиЭлСи Технолоджи» Дмитрий Скворцов. В качестве примера он привёл схему одного из реализуемых компанией проектов и подчеркнул, что одной из задач при строительстве сетей является установка стандартных модулей телемеханики в полной заводской готовности и массовое внедрение автоматических объектов в сеть.
Об особенностях применения комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией для сетей 6–20 кВ на примере КРУЭ «Сименс» типа 8DJH сообщил директор по работе с электросетевыми компаниями, Департамент «Управление электроэнергией», ООО «Сименс» Иван Петров. Учитывая, что в условиях ограниченности площадей электросетевые компании большое значение придают габаритам оборудования, «Сименс» разработал серию компактных ячеек 35 кВ, которые при явных технических и технологических преимуществах отличаются малыми формами (они зачастую меньше, чем ячейки 10 кВ, предлагаемые некоторыми производителями). Кроме того И. Петров ознакомил слушателей с линейкой оборудования 20кВ, в том числе выпускаемых в России.
Преимущества применения КРУ для сетей 6–20 кВ производства АО «ПО Элтехника» (компания специализируется на разработке и производстве коммутационных аппаратов) обозначил в своём выступлении заместитель генерального директора по производству АО «ПО Элтехника» (Санкт-Петербург) Роман Иванов. В рамках доклада он подробно остановился на выдающихся особенностях отдельных продуктов своей компании – ячейках КСО-6(10),20-Э2 «Онега» и КРУ «Волга», предназначенного для распределения электрической энергии трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 6(10) кВ в сетях с изолированной или заземлённой через дугогасящий реактор или резистор нейтралью. В целом, в рамках работы конференции прозвучало 18 докладов, практически по каждому из них разворачивались бурные дискуссии.
Подводя итоги конференции, С. Шумахер заметил, что сегодня многие регионы задумываются о повышении напряжения сети, поэтому внимательно следят за чужим опытом, оценивая возможные риски и преимущества. Обмен информацией на конференции, а также возможность обсудить неоднозначные моменты позволили специалистам детальнее изучить проблематику и связанные с нею нюансы.
Вместе с тем в вопросах применения напряжения 20 кВ ещё много проблем. Участники конференции приняли решение сформулировать перечень вопросов по этой тематике, которые направят в компетентные инстанции для рассмотрения.
Подробности читайте в ближайшем номере журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение».
