2017

ИТОГИ III Всероссийской конференции «Технико-экономические аспекты развития электрических
сетей 20 кВ»
(11 июля 2017 г., г. Москва)

 

Больше фотографий

Конференция организована и проведена редакцией журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» при поддержке АО «Объединенная энергетическая компания» (АО «ОЭК») при участии Министерства энергетики РФ.

Участники конференции: 127 человек, в т.ч. представители Минэнерго России, специалисты электросетевых компаний, в том числе ПАО «МОЭСК», ПАО «МРСК Центра», ПАО «Ленэнерго», ОАО «МРСК Урала», ПАО «МРСК Северо-Запада», ОАО «Сетевая компания», АО «ЮРЭСК», АО «НТЦ ФСК ЕЭС», инжиниринговых компаний, эксплуатационных, проектных и научных организаций, ВУЗов, разработчики и поставщики оборудования, зарубежные гости (по списку).

Обсуждаемые вопросы:

  1. Существует ли в настоящее время обоснованная необходимость применения напряжения 20 кВ в распределительной электрической сети мегаполисов и энергосистем России взамен или в дополнении к существующему в них уровню напряжения 10 кВ и 35 кВ? Если да, то в каких случаях, существуют ли критерии?
  2. Какова экономика сооружения и эксплуатации сетей 20кВ? Как эти затраты на сеть 20кВ соотносятся с затратами на сооружение и эксплуатацию электросетей 10 кВ и 35 кВ? Каким образом повысится эффективность работы распределительных сетей и изменятся тарифы на электроэнергию?
  3. Какие особенности режимов работы сети 20 кВ? Какие возможны и предпочтительны режимы работы нейтрали? Какие существуют риски в решении технических и режимных вопросов, в том числе по безальтернативному использованию импортного сырья и технологических линий для производства кабелей 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена?
  4. Сети напряжением 20 кВ применимы только в мегаполисах или можно рассматривать это напряжение как базовое в малых городах и сельских населенных пунктах?
  5. Существуют ли технические решения по вписыванию «островов 20 кВ» в окружающую сеть 10 кВ (в том числе с учетом различия в них способов заземления нейтралей сетей) с целью обеспечения взаиморезервирования и обеспечения надежности и экономичности электроснабжения потребителей электрической энергии?
  6. Существует ли механизм перевода действующих сетей 10 кВ на напряжение 20 кВ? Есть ли положительный опыт?
  7. Существуют ли технические особенности применения сети 20 кВ для разработки схем выдачи мощности объектов распределенной генерации и выделения их на сбалансированную нагрузку при авариях в энергосистемах?
  8. Какова ситуация на рынке в части предложений оборудования 20 кВ, а также наличия (отсутствия) отечественного сырья для производства кабелей 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена? Необходимо ли сохранить в России производственные линии кабелей с бумажно-масляной изоляцией среднего напряжения до освоения выпуска отечественного сырья для производства кабелей 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена? Необходимо ли активизировать сотрудничество отечественных производителей кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и ВНИИКП с Государственным институтом кремнийорганических соединений, осуществляющим поставки продукции для предприятий оборонного комплекса России для создания нового типа изоляции для кабелей 20 кВ с учетом задач импортозамещения? Каковы удельные стоимостные параметры оборудования сетей 20 кВ и средств их автоматизации? Как это увязано с тенденцией на импортозамещение?
  9. Каков опыт эксплуатации сетей 20 кВ в различных регионах? Основные итоги реализации «пилотных» проектов? Ключевые моменты, на которые следует обратить внимание при дальнейшем развитии и эксплуатации электрических сетей 20 кВ?

Обменявшись мнениями, участники конференции отметили:

  1. Необходимость законодательной и нормативной поддержки процессам развития и эксплуатации электрических сетей 20 кВ при наличии технико-экономических обоснований с учетом современных требований к построению интеллектуальных электрических сетей. С целью обеспечения необходимого качества проработки законодательных и нормативных актов признать необходимым привлечение к этой работе специалистов крупнейших энергетических компаний, имеющих практический опыт работы в электрических сетях.
  2. Исходя из зарубежного опыта с учетом реализации пилотных проектов основными критериями применения напряжения 20 кВ при проектировании электрических сетей целесообразно считать:
    − Увеличение плотности электрических нагрузок до 10 МВт/км2.
    − Необходимость передачи электрической мощности от 3 до 10 МВт на расстояние 25–50 км.
  3. Варианты строительства электрических сетей 20 кВ целесообразно рассматривать исходя из следующих преимуществ:
    − Опыт эксплуатации электрических сетей 20 кВ демонстрирует возможности кратного снижения уровней потерь электрической энергии по отношению к аналогичной сети 6–10 кВ. Подобную эффективность необходимо учитывать при разработке технико-экономических обоснований развития отдельных участков сети.
    − Анализ технико-топологических решений при проектировании сетей внешнего электроснабжения жилой застройки демонстрирует экономическое преимущество использования сетей 20 кВ (вместо традиционных сетей 6 кВ и 10 кВ). Данное преимущество обуславливается сокращением количества трансформаторных подстанций и коммутационных аппаратов и повышения длин кабельных линий.
    − Оборудование, применяемое при строительстве ВЛ 10 кВ, в большинстве случаев рассчитано на напряжение 24 кВ. Необходимо использовать заложенный в оборудование ресурс.
    − Конструктивно ВЛ 20 кВ ничем не отличается от ВЛ 10 кВ, нет дополнительных требований к эксплуатирующему персоналу.
  4. Возможность модернизации существующих объектов и элементов электрических сетей с применением технологий электрических сетей 20 кВ, основываясь на технико-экономических моделях, риск-ориентированных подходах и индексах оценки их технического состояния.
  5. Критическое влияние на экономическую эффективность развития распределительной сети оказывает корректное прогнозирование нагрузки. Более точное и краткосрочное прогнозирование позволяет избегать избыточного ввода мощностей. При этом практика прогноза электропотребления на среднесрочный период с учетом данных о перспективной застройке и заявок потребителей на технологическое присоединение дает необъективную оценку будущего электропотребления, планируемые показатели оказываются завышенными более чем на 10%. Это происходит из-за неиспользования потребителями заявленной мощности в полном объеме. Необходимо на законодательном уровне выработать механизмы по повышению дисциплины потребителей в части планирования заявок на ТП и обеспечить регулярную актуализацию прогнозов электропотребления.
  6. При построении схем электрических сетей 20 кВ в крупных городах для обеспечения нормированной надёжности энергоснабжения целесообразно применение встречной двухлучевой схемы, опирающейся на два РП; конечный потребитель при этом имеет связь с их четырьмя секциями, каждая из которых является, по сути, независимым источником питания.
  7. Рекомендовать специалистам электросетевого комплекса и проектным организациям при проектировании объектов электрических сетей 20 кВ принять во внимание их следующие особенности:
    − Обоснование параметров кабельных линий 20 кВ необходимо проводить с учетом фактических условий их прокладки в мегаполисе, а также возможности глубокой унификации сечений жил и экранов. Исходя из с системных позиций для КЛ 20 кВ целесообразноиспользовать сечения кабелей: 630 мм2 (в земле) и 500 мм2 (в воздухе).
    − В электрических сетях 20 кВ с низкоомным резистивным заземлением нейтрали выбор сечений экранов пофазно-экранированных кабелей следует проводить по току однофазного замыкания на землю, а не двухместному КЗ. Экспериментально установлено, что в электрической сети 20 кВ однофазное замыкание на землю в пофазно-экранированных кабелях, уложенных треугольником вплотную, при токе 860 А и длительности до 1,5 с не переходит в многофазное КЗ. То есть энергии дуги оказывается недостаточно для полного прожига рабочей изоляции неповрежденных фаз. Это принципиально и важно с позиций снижения стоимости кабельной продукции и потерь мощности и энергии в сетях.
    − Сопротивление резистора для заземления нейтрали должно выбираться исходя из допустимого напряжения прикосновения при однофазном замыкании и условия обеспечения чувствительности ненаправленных токовых защит от ОЗЗ. В зависимости от сочетания этих требований могут быть использованы резисторы сопротивлением не 12 Ом, а до 2–4 раз больше.
    − Расчетное значение активного тока, обеспечивающего необходимую чувствительность токовых ненаправленных защит допустимо снижать по сравнению с используемым в настоящее время уровнем в 1000 А. Снижение тока резистора приводит к уменьшению термической нагрузки на обмотки силовых трансформаторов и экраны одножильных кабелей, а также к снижению напряжений прикосновения и шага.
    − Выбор тока замыкания на землю в воздушных сетях 20 кВ с низкоомным резистивным заземлением нейтрали должен быть компромиссным решением. Его рекомендуемое значение – 200 А (сопротивление резистора 60 Ом) при следующих ограничениях:
    ­    a. Сопротивление заземляющих устройств – не более 2 Ом;
        b. Мощность трансформатора – не более 250 кВ·А;
        c. При мощности трансформатора более 250 кВ·А допустить неселективную работу устройств РЗА в части отстройки от времятоковых характеристик плавких предохранителей;
        d. Любое однофазное замыкание на землю ликвидируется неселективным отключением выключателей в схеме в течение 0,3 с с последующим восстановлением схемы в цикле последовательного однократного цикла АПВ с ускорением защит, начиная с выключателя питающего центра.
    − Кабели 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена в режимах токовых нагрузок, близких к длительно допустимому току жилы, отвечающемутемпературе СПЭ изоляции 900 С, являются самосбалансированными по реактивной мощности, т.е. почти не генерируют в сеть и не потребляют из нее реактивную мощность. Это благоприятно сказывается на уровнях напряжений в узлах сети и потерях мощности. Для эффективной работы сети 20 кВ также рекомендуется обращать внимание и на cos φ нагрузки, обеспечивая его высокие значения, например, за счет установки у мощных потребителей средств компенсации реактивной мощности.
    − Эксплуатация протяженных КЛ переменного напряжения 6–35 кВ длиной до 50–100 км возможна без управляемых шунтирующих реакторов, однако сечение жилы КЛ рекомендуется брать завышенным, что позволит улучшить параметры нагрузочных режимов: снизить потери активной мощности в линии и повысить уровни напряжения на конце.
    − Использование КЛ 20 кВ эффективно для питания удаленной нагрузки (до 50 км), если нагрузка обладает высоким cos φ=1 и сечение жилы КЛ выбрано с запасом. Для электроснабжения удаленной нагрузки (50–100 км), имеющей cos φ<1, целесообразно использовать не КЛ 20 кВ, а КЛ 35 кВ.
  8. Целесообразность раскрытия в рамках очередной конференции, посвященной проблемам проектирования, строительства, эксплуатации сетей 20 кВ, следующих тематических направлений:
    − Развитие электрических сетей 20 кВ с учетом развития сетей других классов напряжения, а также технологий автоматизации и построения систем «умный город».
    − Более подробно раскрыть тему создания вставок постоянного тока на напряжении 20 кВ в целях обеспечения взаиморезервирования и повышения надежности.
    − Осуществить шаги в направлении обобщения передового отечественного и зарубежного опыта в области проектирования, строительства и эксплуатации электрических сетей 20 кВ, а также по комплексной автоматизации технологических процессов и использования в них инновационных технологий.
  9. Необходимость решения на уровне Министерства энергетики РФ проблемы разночтений между существующими нормативными документами (ПУЭ, ПТЭ и т.д.) и вновь разрабатываемыми и внедряемыми, ориентированными на риск-ориентированный подход, а также оценку технического состояния (в частности, разночтения возникают при определении периодичности технического обслуживания, ремонтов и реконструкции объектов электрических сетей).

 

Больше фотографий

Материалы по теме: