Что такое подстанции напряжением 20 кв
«Энергомодуль»: гибкое современное производство и разнообразие конструкторских решений позволяют реализовывать сложные проекты, соответствующие нормативным требованиям и пожеланиям заказчиков.
ЭНЕРГОМОДУЛЬ
Распределительные сети 20 кВ. Оборудование для объектов нового поколения
За последние 10 лет распределительные сети напряжением 20 кВ перестали восприниматься российскими энергетиками как экзотика. Во многих случаях это решение представляется самым технически рациональным и экономически оправданным как для промышленных предприятий, так и для распределительных сетей.
Известно, что 20 кВ во многих странах – это базовое среднее напряжение. Например, часто ссылаются на опыт Франции и Финляндии, упоминают Швецию, Болгарию, Чехию, Японию и другие страны Европы, Азии и Америки. Сети напряжением 20 кВ обеспечивают более высокий уровень надежности электроснабжения потребителей и большую пропускную способность распределительных сетей. В нашей стране исторически предпочтение было отдано сетям напряжением 10 кВ, но следует отметить, что для отечественной энергосистемы напряжение 20 кВ – это не новость. Нельзя сказать, что раньше это напряжение в России не использовалось. Например, оно применяется в распределительных сетях в Республике Коми. Однако если раньше напряжение 20 кВ использовалось преимущественно в сетях, близких к ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ, то сегодня сфера его применения гораздо шире.
 | Блочная комплектная распределительная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке напряжением 6(10, 20)/0,4 кВ |
Особенно активно в профессиональном сообществе обсуждается применение напряжения 20 кВ в городских сетях. Уплотнение городской застройки ставит задачу обеспечить потребителей электроэнергией без расширения земель, отчуждаемых под строительство подстанций и распределительных пунктов. Лидером в развитии сетей 20 кВ стала Москва. Увеличение плотности нагрузок вынудило столичных энергетиков перейти на построение сетей с повышенным уровнем напряжения в районе жилой застройки на Ходынском поле и в деловом центре «Москва-Сити». Московская кабельная сеть приняла за основу схемные решения компании «Электрисите де Франс». Их особенность – использование соединительных пунктов (СП) на выключателях нагрузки вместо распределительных (РП).
 | Сборочное производство коммутационных аппаратов и распределительных устройств |
Опыт оказался удачным, и в Схему электроснабжения Москвы на период до 2020 г. были заложены решения, предполагающие, что электрические сети среднего напряжения будут переводиться на напряжение 20 кВ с постепенной ликвидацией напряжения 6 кВ. Для повышения надежности планируется развивать сети 10 и 20 кВ с сооружением РП или СП и присоединением их к двум разным центрам питания. Выбранная стратегия развития распределительных сетей предполагает применение малогабаритного оборудования с вакуумной или элегазовой изоляцией и кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена. На основании утвержденной Схемы сетевые компании «МОЭСК» и «ОЭК» разработали инвестиционные программы развития распределительных сетей 10–20 кВ.
 |  |  |  |
| КСО «Онега» 6, 10, 20 кВ | КРУ «Волга» 6, 10, 20 кВ | НКУ ЩО-2000 «Нева» 0,4 кВ | Шинная система НКУ ЩО-2000 «Нева» |
Технической политикой «Россетей», утвержденной в 2013 г. , предусмотрено применение напряжения 20 кВ в крупных городах. В настоящее время строительство линий и подстанций данного класса напряжения ведется не только в Москве, но и в других регионах. В частности, в Екатеринбурге в 2014 г. была введена в работу ПС «Медная» 110/20 кВ мощностью 80 МВА. В Кемерово утвержден генеральный план, предусматривающий строительство подстанций 110/20 кВ. Ожидается, что в ближайшие десять лет в этот процесс активно включатся и другие регионы. Причем ряд специалистов, считают, что 20 кВ – это напряжение не только и не столько для мегаполисов, сколько для средних городов.
Конечно, в каждом регионе нужна собственная концепция развития сетей 20 кВ, соответствующая особенностям инфраструктуры, потребителей, резервов мощности. При этом практика показывает, что по критерию допустимой потери напряжения сети 20 кВ можно успешно применять и в сельской местности при малой плотности нагрузки (менее 60 кВт/км2). О том, что в России у такого варианта построения сельских сетей есть будущее, говорит проект Югорской региональной электросетевой компании, реализованный в Ханты-Мансийском автономном округе. Здесь на протяжении уже четырех лет с помощью воздушных линий класса напряжения 20 кВ и КТП 6/20 и 20/10 кВ к централизованному электроснабжению подключают удаленные населенные пункты региона.
Таким образом, несмотря на то, что распределительные сети напряжением 20 кВ делают в России только первые шаги на пути к широкому распространению, потенциал у этого технического решения значительный.
Готовы ли сегодня отечественные предприятия обеспечить оборудованием сетевые проекты на класс напряжения 20 кВ?
Одной из первых в России такую продукцию начала выпускать компания «Энергомодуль». О предложении этого петербургского предприятия в сегменте 20 кВ рассказывает заместитель генерального директора Владимир Георгиевич Филатов.
– Как Вы оцениваете рыночные перспективы отечественного подстанционного оборудования на 20 кВ? Спрос будет устойчивым?
– В России достаточно высокий уровень урбанизации. Сегодня в нашей стране насчитывается полтора десятка городов-миллионников. Они развиваются, в них растет число потребителей, в том числе энергоемких, что приводит к дефициту мощности и в итоге к необходимости увеличивать количество распределительных и трансформаторных подстанций. При этом размещение новых подстанций в городской черте – трудная задача не только в районах со сложившейся инфраструктурой, но и в кварталах, выделенных под новое строительство. Один из вариантов решения этой проблемы – передача электроэнергии напряжением 20 кВ к центрам потребления, а значит, создание новых сетей среднего напряжения и внедрение подстанций на 20/0,4 кВ. Соответственно подстанционное оборудование этого класса напряжения будет, безусловно, востребовано на российском рынке.
Учитывая наши производственные возможности и опыт работы с сетевыми компаниями, мы рассчитываем занять серьезную долю этого рынка. Важно здесь и то, что в своих подстанциях мы применяем инновационные решения «ПО Элтехника» («Энергомодуль» – официальный дистрибьютор компании). Это единственное российское предприятие, которое производит трехпозиционные выключатели нагрузки и разъединители в элегазовой изоляции серии SL. Эти выключатели позволили разработать ячейки КСО «Онега» для работы в сетях 20 кВ. Эти решения стали технической базой для реализации проектов на данный класс напряжения.
– Если говорить о применении сетей 20 кВ в городах, то самый известный московский проект много обсуждался в профессиональной среде. О проектах в других городах известно гораздо меньше. Развиваются ли сети 20 кВ в Петербурге, где, как и в большинстве российских регионов, основное напряжение – 6 кВ?
– И в Петербурге, и в Ленинградской области сегодня реализуются проекты, в которых используется класс напряжения 20 кВ. Причем в Ленинградской области планы по развитию сети 20 кВ родились задолго до пилотных проектов в Москве – идея принадлежала Ленинградской областной электросетевой компании (ЛОЭСК). Сети этого напряжения предполагалось развивать в районных центрах и на территориях, где должны были концентрироваться промышленные предприятия, например в технопарках, создание которых предполагало строительство источников питания с напряжением 20 кВ.
Очевидно, что повышение уровня напряжения – один из оптимальных путей увеличения мощности и сокращения потерь в электрических сетях. Недаром несколько лет назад «Россети» зафиксировали в своей технической политике необходимость перехода в распределительных сетях среднего напряжения на 20 кВ.
– Известно, что на первом этапе для построения в Москве сетей 20 кВ использовалось импортное оборудование. Курс на независимость от зарубежных поставщиков и девальвация рубля дали шанс российским компаниям проявить себя в этом сегменте?
– Безусловно, это сыграло свою роль. Мы и раньше были готовы в честной конкурентной борьбе доказать, что наше оборудование не только не хуже зарубежных аналогов, но и по ряду характеристик их превосходит. Теперь обстоятельства сложились так, что сетевики обратили внимание на нас – российских производителей.
Например, несколько лет назад компания «Санкт-Петербургские электрические сети» (СПбЭС) начала проектирование новых источников питания с понижением напряжения до 20 кВ. Мы представили энергокомпании наши разработки и договорились о совместной работе, хотя масштабных проектов не планировали, так как экономическая ситуация позволяла российским энергетикам применять западное оборудование и его высокая цена еще не была определяющим фактором для принятия решения.
Когда изменилась экономическая ситуация, стоимость западного оборудования выросла и наше предложение стало очень выгодным. Летом 2015 г. «Энергомодуль» выиграл конкурс, объявленный СПбЭС, на поставку двух блочных модульных комплектно-распределительных трансформаторных подстанций напряжением 20 кВ для электроснабжения нового масштабного объекта.
– Существуют ли особенности построения распределительных сетей 20 кВ в Петербурге и Ленинградской области, которые производители оборудования должны учитывать?
– В первую очередь объекты Санкт-Петербургских электрических сетей – это сложные РТП с большим количеством отходящих линий. К тому же сегодня абсолютно все РТП Петербурга имеют очень высокую степень автоматизации. В этой ситуации оборудование «Энергомодуля» позволяет контролировать любые риски, связанные с возможными аварийными ситуациями, путем дистанционного мониторинга и удаленного оперирования объектами, благодаря функциям телемеханики и сигнализации.
Востребованы также модульные конструкции. Так, в настоящее время наша компания проектирует новые объекты с применением оборудования АО «ПО Элтехника», собственного оборудования НКУ ЩО-2000 «Нева» и инжиниринговых решений в модульном исполнении. Это, в частности, источник питания и распределительная сеть с понижением напряжения до 20 кВ. Заказчиком трансформаторной подстанции выступила ЛОЭСК.
Надо отметить, что работу энергетиков значительно облегчает то, что выпускаемое нами распределительное оборудование на 20 кВ – почти полный аналог таких же устройств на напряжение 10 кВ, с которыми сотрудники российских сетевых компаний давно работают. Кроме того, наша компания участвует в шефмонтаже всех подстанций и при необходимости, чтобы исключить проблемы при дальнейшей эксплуатации оборудования, проводит дополнительное обучение персонала заказчика.
– Можно ли сегодня сетевые проекты на уровне 20 кВ полностью реализовать на базе отечественной продукции?
– Да, я полагаю, что основная электротехническая продукция на напряжение 20 кВ в настоящее время производится в России. Причем, если говорить о нашей продукции, то совместные разработки АО «ПО Элтехника» и ООО «Энергомодуль» могут применяться в любых регионах независимо от климатических и сейсмических условий. Оборудование поставляется в состоянии полной заводской готовности. Многие элементы в составе оборудования не требуют обслуживания в течение 25–30 лет, что особенно важно для регионов с ограниченной доступностью.
Должен отметить, что сейчас оборудованию ООО «Энергомодуль» практически нет равных по элементной базе: компания использует шинную систему из электротехнической бескислородной меди, корпуса производит из оцинкованного металла, не подверженного коррозии. Кроме того, в своем сегменте наши подстанции имеют минимальные размеры, что позволяет экономить площадь застройки.
Мы уверены, что выпускаемое нашей компанией оборудование – самое современное на российском рынке. С точки зрения безопасности технологических элементов оно превосходит западные аналоги. Наша продукция полностью соответствует требованиям российских сетей.
ООО «Энергомодуль»
192288, Санкт-Петербург, Обухово,
Грузовой проезд, 19
Тел./факс: (812) 329-97-67
info@enmod.ru, www.enmod.ru
 |
© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна
Источник
Целесообразность перевода распределительных электрических сетей на напряжение 20/0,4 кВ
Технические науки
- Исмагилов Шамиль Галявович , кандидат наук, доцент, старший преподаватель
- Минияров Ильмир Ильгисович , магистр, студент
- Уфимский государственный авиационный технический университет
- ВОЗДУШНЫЕ И КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ
- ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
- НАПРЯЖЕНИЕ
- ПОТЕРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Похожие материалы
Одна из острых проблем стоящих на сегодняшний день перед современной отечественной электроэнергетикой — продолжающийся рост износа основного оборудования электрических сетей и существенные потери при передаче и вырабатывании электроэнергии.
В настоящее время около 50% распределительных электрических сетей в России выработали свой ресурс, а общий износ сетей составляет 70%.
Основные пути модернизации и развития отрасли регулируются утвержденными Энергетической стратегия России на период до 2030 года, Стратегией развития электросетевого комплекса Российской Федерации, федеральными законами и подзаконными актами.
Уровень потерь электроэнергии является важным показателем, характеризующим эффективность сетей. В последние годы в России в среднем технические потери составляют около 10,8%. Для их снижения вводятся в работу энергосберегающее оборудование, отключают трансформаторы с сезонной нагрузкой, увеличивают пропускную способность линий, оптимизируют режимы работы сети, компенсируют реактивную мощность.
Однако приведенные подходы не решают задачу по обеспечению промышленных предприятий и городов электрической энергией требуемого объема и качества в полном объеме.
Одним из способов решения данных задач, по усовершенствованию питающих и распределительных сетей и уменьшению потерь электроэнергии в электрических сетях является повышение напряжения до 20 кВ с используемых на сегодняшний день 6 и 10 кВ.
Ряд нормативных документов закрепляет приоритет перехода с напряжения 6(10) кВ на напряжение 20 кВ, как перспективное и необходимое направление развития электросетевого комплекса.
Во многих странах мира, таких как Франция, Германия, Италия, Финляндия и США применение напряжения 20 кВ имеет позитивный результат.
В России электрическую сеть напряжением 20 кВ внедрили в г. Москва для электроснабжения Ходынского поля, а позже этот опыт был успешно использован при обеспечении электроснабжения комплекса «Москва-Сити». Так же данный класс напряжения вводится в Ханты-Мансийском автономном округе, где значительная часть населённых пунктов находится вдали от распределяющих подстанций.
Класс напряжения 20 кВ по сравнению с 6, 10 кВ имеет следующие преимущества:
- большая пропускная мощность, что немаловажно в условиях современного увеличения потребления электроэнергии, причем, как в промышленности, так и в быту.
- напряжения 20 кВ вдвое увеличивает радиус обслуживания подстанций и значительно сокращает число крупных узловых подстанций, учитывая, что при каждой трансформации теряется от 5 до 7% трансформируемой мощности и энергии, то это представляет собой колоссальные суммы средств и миллионы тонн потерянного топлива.
- при использовании напряжения 20 кВ потери уменьшаются на 1,5% по сравнению с такими классами напряжения как 6 и 10кВ.
Проведен сравнительный анализ потерь электроэнергии в РЭС при напряжениях 6, 10 и 20 кВ.
Расчет потерь электроэнергии был проведен для участка сети (рис.1) от главной понизительной подстанции (ГПП) 110/6(10, 20) кВ до трансформаторной подстанции (ТП). Длина от ГПП до контрольной точки 1 составляет 5 км. В качестве линии электропередачи рассматривались сталеалюминиевый неизолированный воздушный провод и кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Мощность нагрузки составляет 750 кВ∙А.
В таблице 1 приведены расчетные значения потерь электрической энергии в зависимости от сечения провода и плотности тока.
Рисунок 1. Схема участка сети
Нагрузочные потери электроэнергии в линии определяют по формуле: