ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 6(10) кВ

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ
ПОСТРОЕНИЯ И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
ВОЗДУШНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
СЕТЕЙ 6(10) кВ
Владислав ВОРОТНИЦКИЙ
Директор по маркетингу
Российская группа компаний «Таврида Электрик»
ДЕКЛАРАЦИЯ ПРИОРИТЕТА НАДЕЖНОСТИ
 Ежегодно требования потребителей к надежности и
качеству электроснабжения повышаются.
 Обеспечение надежного электроснабжения,
обеспечивающего надлежащее исполнение обязательств
перед субъектами электроэнергетики является одним из
основных принципов организации экономических
отношений и основой государственной политики в сфере
электроэнергетики.
 Надежность электроснабжения является также одной из
главных стратегических целей развития ОАО «ФСК ЕЭС».
ДЕКЛАРАЦИЯ ПРИОРИТЕТА НАДЕЖНОСТИ
Цель электросетевого комплекса:
обеспечение процесса транспортировки электрической
энергии соответствующего качества в требуемом объеме
и с заданным уровнем надежности в условиях
минимизации собственных затрат
Ключевые показатели деятельности:
 надежность электроснабжения потребителей
 качество электрической энергии
 потери электрической энергии
ДЕКЛАРАЦИЯ ПРИОРИТЕТА НАДЕЖНОСТИ
ТИПИЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РСК
 длительное время поиска повреждения
 управление аварийным режимом «вслепую»
 затраты на поиск и устранение повреждения
НЕ СВЯЗАНЫ С НАДЕЖНОСТЬЮ (!) А КАК
ПРАВИЛО С ОПТИМИЗАЦИЕЙ СОБСТВЕННЫХ
ЗАТРАТ
Сетевая надежность – основа
выполнения требований потребителей
ДЕКЛАРАЦИЯ ПРИОРИТЕТА НАДЕЖНОСТИ
Нормируются государством:
ГОСУДАРСТВО
нормирование
НАДЕЖНОСТЬ
РСК
потребитель

SAIFI – средняя частота
появления повреждений в
системе

SAIDI – средняя
продолжительность
отключения в системе
Договорные отношения:

СAIFI– средняя частота
отключения одного
потребителя

СAIDI– средняя
продолжительность
отключения одного
потребителя)
ПОТРЕБИТЕЛЬ
технология
Ответственность
Плата за надежность
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Оптимально построенная схема сети должна обеспечивать:
 нормативные уровни надежности электроснабжения и
качества электроэнергии основной массы присоединенных к
сети потребителей
 эффективное применение средств управления, в частности
устройств автоматики и телемеханики
 адаптацию к изменению электрической нагрузки действующих
потребителей и к присоединению новых
 пригодность для подключения потребителей всех категорий
надежности электроснабжения
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Для выполнения вышеназванных требований необходимо:
 Обеспечить максимальное резервирование нагрузок при
минимальной общей длине сети
 Минимизировать число резервных связей
 Минимизировать количество коммутационных аппаратов
 Обеспечить простоту и наглядность схемы
 Минимизировать трудозатраты на обслуживание
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Основные схемы построения сети:
 Радиальная
 Двух-лучевая
 Радиальная петлевая
 Магистральная
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Радиальная петлевая схема

Многократное резервирование магистрали

Сложная конфигурация схемы

Избыточное число коммутационных аппаратов
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Сравнительный анализ вариантов построения сети
№
модели
Затраты (З) в сеть, выполненной по схеме
радиальная
петлевая
магистр.
магистр.
(РВР)
(АВР)
2-лучевая
3, о.с.
3*
3, о.с.
3*
3, о.с.
З*
3, о.с.
3*
1
1,00
0,271
1,09
0,295
1,25
0,339
1,15
0,312
1,96 0,531
2
1,67
0,172
1,82
0,187
1,91
0,197
1,68
0,173
2,24 0,231
3
2,25
0,083
2,17
0,080
2,45
0,091
2,24
0,083
3,51 0,141
4
3,43
0,466
3,02
0,450
2,98
0,444
2,30
0,343
3,27 0,487
5
4,98
1,140
4,95
1,134
5,51
1,262
4,28
0,934
6,23 1,427
6
6,62
0,496
5,98
0,448
6,15
0,461
5,39
0,404
8,18 0,631
7
6,80
0,156
6,60
0,152
6,80
0,156
6,01
0,138
9,34 0,215
8
8,47
0,517
8,00
0,488
8,60
0,525
7,40
0,505 10,82 0,660
9
9,36
0,487
8,95
0,465
9,47
0,492
8,28
0,431 12,63 0,657
Обобщенная
модель
3,79
3,69
3,97
3,33
3, о.с.
3*
4,98
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Магистральный принцип

Четкое выделение магистрального участка сети

Ликвидация резервных перемычек

Максимальное сведение ответвлений в узлы РУ-10 кВ

Максимальное резервирование ответвлений
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ
Магистральный
принцип
 Удовлетворяет требованиям рационального
построения сети
 Имеется возможность подать резервное питание
любому потребителю
 Возможность построения однотрансформаторных
схем питания
 Возможность питания линий с разными категориями
надежности
 Повышена безопасность персонала
 Упрощена конфигурация схемы сети
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
ПРЕДОТВРАЩАТЬ
МИНИМИЗИРОВАТЬ
 надежное оборудование
 сократить количество
 современное управление
 сократить продолжительность
 квалифицированный персонал
 сократить зону распространения
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
ПОВРЕЖДЕНИЙ
ОБЛЕГЧЕНИЕ
ПОСЛЕДСТВИЙ
ПОВРЕЖДЕНИЙ
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
СЕКЦИОНИРОВАНИЕ
разделение линии электропередачи на несколько
участков с помощью коммутационных аппаратов с тем,
чтобы сократить количество отключаемой нагрузки при
возникновении повреждения на линии
ВГ
ПС 35/6(10) кВ
1
2
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
СХЕМЫ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
ВГ
1
ВГ
4
2
3
ПС 35/6(10) кВ
ПС 35/6(10) кВ

1. Параллельное секционирование
ВГ
1
2
4

2. Последовательное секционирование
АВР
5
ВГ
3
ПС 35/6(10) кВ

2
1
3. Последовательно-параллельное секционирование линий
ПС 35/6(10) кВ
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
СХЕМЫ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
t
С
РЗ после
АПВ
П
4
П2
ВГ
3
П1
П3
2
ПС 35/6(10) кВ
1
РЗ до АПВ
0

400
Iк
800
а)
1200
1600
А
б)
4. Использование плавких предохранителей для защиты отпаек
ВГ
АОД1
К
ПС 35/6(10) кВ
АОД2

5. Использование автоматических отделителей для защиты отпаек
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
МАГИСТРАЛЬНЫЙ ПРИНЦИП С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ
СЕКЦИОНИРОВАНИЕМ И ОДНОКРАТНЫМ СЕТЕВЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ
ВГ
1
2
4
АВР
5
ВГ
3
ПС 35/6(10) кВ

Магистральный принцип построения сетей

Однократное автоматическое сетевое резервирование

Автоматическое секционирование
ПС 35/6(10) кВ
Впервые в СССР был предложен в конце 70-х как базовый и наиболее оптимальный способ
повышения сетевой надежности в воздушных распределительных сетях 6(10) кВ. Однако изза отсутствия первичного оборудования не была реализована на практике.
ВЫБОР СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
Управление недоотпуском электрической энергии
Интегральный показатель надежности электроснабжения (CIGRE):
недоотпуск электроэнергии потребителям
DW=0,01·w0 · T · L · Sуст · kз · cosj
w0
T
L · Sуст
DW
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Упрощенная оценка экономического эффекта
K2-K1
Tок =
И1-И2
срок окупаемости
К – капитальные затраты
И – издержки
И=Иам+Иобсл+Иээ+Иущ
Иам – амортизация
Иобсл – обслуживание и ремонт
Иээ – недоотпуск электрической энергии
Иущ – возмещение ущербов
Управляемые
затраты
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Сокращение затрат на обслуживание
№
Временная составляющая процесса
восстановления электроснабжения
1
От момента отключения линии до
начала поиска
Д
2
Поиск поврежденного участка
П
3
Локализация поврежденного участка
Л
4
Включение тех нагрузок, которые могут
быть включены при отсутствии в схеме
поврежденного участка
В
5
Обход поврежденного участка
Х
6
Ремонт поврежденного участка и
включение нагрузок, отключенных к
началу ремонта
Время

Р
Доля от
общего
ТВ, %
60
40
АВТОМАТИЗИРОВАНО
Сокращено за счет секционирования
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Общая характеристика сети:
П2 400 кВА
П1 400 кВА
ИП1
П3 400 кВА
10кВ
10кВ
П6 400 кВА
П5 400 кВА
П4 400 кВА
ОВБ

Два независимых источника питания

6 потребителей мощностью по 400 кВА

Договор с указанием показателей надежности электроснабжения
ИП2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Выбор схемотехнического решения
П2
400 кВА
П3
400 кВА
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
10кВ
П4
400 кВА
П5
400 кВА
П6
400 кВА
ОВБ
Магистральный принцип построения:

снижение вероятности возникновения повреждений;

повышение экономичности работы сети;

снижение затрат на обслуживание;

снижение капитальных затрат.
ИП2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Варианты секционирования
ИП1
В1
R1
R2
ИП1
~

Продольное секционирование линии
с сетевым резервом

Продольное секционирование линии
с одним ИП

В1
R2
(АВР)
R1
ЦП2
В2
R3
~
Параллельное секционирование
линии с одним ИП
ИП1
~
В1
R1
R3
ИП1
R2
R4

R5
~
~
Параллельное секционирование
линии с сетевым резервом
В1
R1
В2
R2
R6
R5
R3
R7
R4
ИП2
~
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Схема электрической сети без секционирующих пунктов
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
П3
400 кВА
П2
400 кВА
0,5
5.0
5.0
5.0
0,5
П4
400 кВА
5.0
5.0
0,5
П5
400 кВА
Удельная повреждаемость – 5 откл/100 км
Среднее время восстановления электроснабжения – 6 час
П1, П2, П4 ω=0,8 откл Т=4,8 час
П3, П5, П6 ω=1,1 откл Т=6,6 час
Иээ=11500 кВт.ч/год
10кВ
0,5
0,5
5.0
5.0
0,5
П6
400 кВА
ИП2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Продольное секционирования с одним ИП
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
0,5
5.0
5.0
R1
0,5
0,5
5.0
0,5
П4
400 кВА
П1
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
П2, П4
ω=0,8 откл Т= 2,4 час
П3, П5
ω=1,1 откл Т= 3,3 час
П6
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
Иээ=4000 кВт/год
П3
400 кВА
П2
400 кВА
5.0
5.0
0,5
П5
400 кВА
Срок
окупаемости =
10кВ
R2
5.0
ИП2
5.0
0,5
П6
400 кВА
2РВА
0,6·Иобсл+0,65·Иээ+Иущ
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Продольное секционирование с сетевым резервом
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
0,5
5.0
R1
0,5
5.0
5.0
0,5
П4
400 кВА
П1
П2, П4
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
ω=0,3 откл Т= 0,9 час
П3, П5
П6
ω=0,55 откл Т= 1,7 час
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
Иээ=3 000 кВт/год
П3
400 кВА
П2
400 кВА
R3
0,5
5.0
5.0
0,5
П5
400 кВА
Срок
окупаемости =
10кВ
R2
5.0
ИП2
5.0
0,5
П6
400 кВА
3РВА
0,75·Иобсл+0,75·Иээ+Иущ
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Параллельное секционирование линии с одним ИП
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
0,5
5.0
П3
400 кВА
П2
400 кВА
0,5
R1
5.0
5.0
R3
0,5
5.0
5.0
R4
R2
0,5
П4
400 кВА
П1, П2, П4
П3, П5, П6
ω=0,75 откл Т= 4,5 час
ω=1,0 откл Т= 6,1 час
Иээ=10400 кВт/год
0,5
П5
400 кВА
Срок
окупаемости =
R5
10кВ
5.0
5.0
R6
0,5
П6
400 кВА
6РВА
0,5·Иобсл+0,1·Иээ+Иущ
ИП2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Параллельное секционирование линии в сетевым резервом
П1
400 кВА
ИП1
10кВ
0,5
0,5
R1
5.0
5.0
R7
5.0
R2
0,5
П4
400 кВА
П1
П2, П4
П3, П5
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
ω=0,25 откл Т= 0,75 час
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
П6
ω=0,5 откл Т= 1,5 час
Иээ=2500 кВт/год
П3
400 кВА
П2
400 кВА
R3
R8
0,5
5.0
5.0
R4
0,5
П5
400 кВА
Срок
окупаемости =
R5
R9
10кВ
5.0
ИП2
5.0
R6
0,5
П6
400 кВА
9РВА
0,8·Иобсл+0,8·Иээ+Иущ
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
Итоговая таблица. Сравнение результатов.
Потребитель
Схемное
решение
Иээ,
кВт/год
Исходная схема
П1
П2
П3
П4
П5
П6
Затраты
Издержк
Т
и
час
ω
откл
Т
час
ω
откл
Т
час
ω
откл
Т
час
ω
откл
Т
час
ω
откл
Т
час
ω
откл
11500
0,8
4,8
0,8
4,8
1,1
6,6
0,8
4,8
1,1
6,6
1,1
6,6
-
Продольное
секционировани
е с одним ИП
4000
0,5
1,5
0,8
2,4
1,1
3,3
0,8
2,4
1,1
3,3
0,5
1,5
2РВА
0,6И
Продольное
секционировани
е сетевой
резерв
3000
0,5
1,7
0,5
1,5
3РВА
0,75И
Параллельное
секционировани
е
с одним ИП
10400
0,75
4,5
0,75
4,5
1,0
6,1
0,75
4,5
1,0
6,1
1,0
6,1
6РВА
0,2И
Параллельное
секционировани
е сетевой
резерв
2500
0,5
1,5
0,25
0,75
0,5
1,5
0,25
0,75
0,5
1,5
0,5
1,5
9РВА
0,8И
1,5
0,3
Не всегда
эффективно
0,9
0,55
1,7
0,3
0,9
0,55
Одинаковая Эффективность
Затраты…..
ОЦЕНКА ЭФФЕКТА МАГИСТРАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
К1
30000
К2
К3
ЛР1
ВГ
ЛР3
ЛР2
ВГ
Сетевой
резерв
ПС 35/6(10) кВ
ПС 35/6(10) кВ
К1
К2
К3
R1
ВГ
70%
R2
ПС 35/6(10) кВ
9100
4954
К1
4032
К2
К3
R1
ВГ
R3
R2
ВГ
82%
АВР
ПС 35/6(10) кВ
ПС 35/6(10) кВ
К1
C
ВГ
C
ПС 35/6(10) кВ
R1
C
R2
C
К2
C
R3
АВР
ВГ
87%
ПС 35/6(10) кВ
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СЕТЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
РЕКЛОУЗЕРЫ ВАКУУМНЫЕ
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СЕРИИ РВА/ТЕL
 Реализация алгоритмов децентрализованной
автоматизации воздушных линий
 Русский интерфейс ПУ и ПО
new
 Увеличение чувствительности защит от ОЗЗ
 Русскоязычная SCADA в комплекте поставки
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СЕТЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
new
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПУНКТЫ
СЕКЦИОНИРОВАНИЯ СЕРИИ АПС/ТЕL
 Упрощенная функциональность
 Возможность отключения токов КЗ
 Русскоязычная SCADA в комплекте поставки
 Стоимость на уровне ячеек типа КРУН
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СЕТЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
new
ПУНКТЫ УЧЕТА И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ
СЕРИИ ПУС/ТЕR
 Меньшие массогабаритные показатели –
всего один высоковольтный модуль
 Разделение уровней доступа в шкаф учета
 Дистанционная передача информации и
интеграция в системы АИИС КУЭ
 Реализации функции коммерческой релейной
защиты в сети 6(10) кВ
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СЕТЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
new
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И МЕТОДИКА
ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТА ПРИМЕНЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СЕТЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
new
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЗЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ШЗН/ТЕL
 Метод кратковременного заземления нейтрали сети
для селективного выявления на питающей
подстанции поврежденного фидера при однофазном
замыкании на землю и выделения поврежденного
участка линии.
 Принцип – кратковременное увеличение тока
замыкания на землю при возникновении
устойчивого ОЗЗ посредством трехфазного реактора
(ГТНП), кратковременно подключаемого между
сборными шинами ПС и землей
 Использует преимущества режимов изолированной и
заземленной нейтрали.
ВЫВОДЫ
1. Для оценки и управления надежностью
электроснабжения необходимо использовать
показатели надежности электроснабжения
2. При выборе концепции построения воздушных сетей
6(10) кВ наиболее оптимальным является –
магистральный принцип, т.к. соответствует всем
требованиям оптимально построенной схемы.
3. Секционирование линий является базовым способом
повышения надежности электроснабжения, другие
средства дополняют эффект секционирования.
4. Наиболее эффективным является секционирование и
резервирование магистрали сети. Использование
параллельного секционирования дополняет общий
эффект.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
ПРИГЛАШАЕМ ПОСЕТИТЬ НАШ СТЕНД НА ГЛАВНОЙ ВЫСТАВКЕ
ГОДА - «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ РОССИИ - 2008»
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
www.tavrida.ru