Анализ состояния распределительных электрических сетей
В распределительных электрических сетях, находящихся на балансе операционных компаний, используются сети напряжением 0,4 - 220 кВ.
Общая протяжённость воздушных и кабельных линий электропередачи напряжением 0,4-110 (220) кВ составляет 2109693,7 км, в том числе:
- линий напряжением 220 кВ - 2895,4км;
- линий напряжением 110 кВ - 254345,5км (в т.ч. ЛЭП 60 и 150кВ);
- линий напряжением 35 кВ - 162722км;
- линий напряжением 6-20 кВ - 947143,2км;
- линий напряжением 0,4 кВ - 742587,6 км;
Общее количество трансформаторных подстанций, находящихся
в эксплуатации составляет 461864 ед., в том числе:
напряжением 110-220 кВ - 6884 ед.;
напряжением 35 кВ - 7304 ед.;
напряжением 6-20 кВ - 447676 ед.
Средняя степень износа электросетевых объектов, включая здания и сооружения, составляет свыше 70%.
Воздушные линии напряжением 0,4-20 кВ построены по радиальному принципу с использованием, в основном, алюминиевых, неизолированных проводов малых сечений, а также деревянных и железобетонных опор с механической прочностью не более 27 - 35 кН×м.
Линии электропередачи напряжением 0,4-110 (220) кВ проектировались по критерию минимума затрат, а расчетные климатические условия принимались с повторяемостью один раз в 5 - 10 лет.
Кабельные сети построены по петлевой схеме или в виде двухлучевой схемы с одно- или двухтрансформаторными подстанциями. В качестве силового кабеля использовался в основном кабель с бумажной пропитанной маслом изоляцией с алюминиевыми жилами.
Трансформаторные ПС 35-110 (220) кВ в основном укомплектованы двумя силовыми трансформаторами и построены с двухсторонним питанием на стороне высшего напряжения. Количество указанных подстанций составляет примерно 70% от общего числа подстанций данного класса напряжения.
На вышеуказанных подстанциях установлены трансформаторы с устройствами РПН в количестве 16694 ед., что составляет 68% от общего количества трансформаторов - 24522 ед.
В сетях, подключенных к трансформаторам, не оборудованным устройствами РПН, как правило, происходят отклонения напряжения на шинах потребительских подстанций выше предельно допустимых значений.
Более половины парка силовых трансформаторов требует замены.
Трансформаторные подстанции 6-20/0,4 кВ подключены к сетям, как правило, по тупиковой схеме в одно трансформаторном исполнении. Из общего числа трансформаторных подстанций напряжением 6-20/0,4 кВ, в закрытом исполнении выполнены 62055 ед. или 14%.
В эксплуатации свыше 30 лет находится более 55% подстанций.
Уровень автоматизации сетей 35-110 (220) кВ и особенно 6-20 кВ значительно отстает от аналогичного показателя в развитых странах. Только 38% от общего количества центров питания оснащены телесигнализацией и менее 16% имеют телеуправление.
Предприятия электрических сетей и около 78% районов электрических сетей имеют диспетчерские пункты, из которых только 60% оснащены диспетчерскими щитами.
Находящиеся в эксплуатации устройства телемеханики работают 10 лет и более.
В качестве каналов связи применяются системы высокочастотной связи по линиям электропередачи, а также проводным линиям связи (кабельным), радиоканалам УКВ связи и РРЛ.
Телемеханизация пунктов секционирования и автоматического включения резерва, распределительных пунктов и подстанций напряжением 6-20 кВ носит ограниченный характер.
Релейная защита и автоматика выполнена в основном с использованием электромеханических реле (~91%), которые имеют значительный разброс характеристик срабатывания реле по току и времени, обладают недостаточной чувствительностью.
Около 60% всех комплектов релейной защиты находятся в эксплуатации более 30 лет.
Средний технический уровень установленного подстанционного оборудования в сетях по многим параметрам соответствует оборудованию, которое эксплуатировалось в технически развитых странах мира 25 - 30 лет назад.
Начиная с 1990 года, вследствие объективных экономических условий, сократились темпы реконструкции, технического перевооружения и нового строительства распределительных электросетевых объектов. В результате динамика изменения физического износа сетевых объектов получила устойчивую тенденцию к росту.
При этом использование физически изношенного электротехнического оборудования и изделий требует дополнительных эксплуатационных затрат.
Показатели надежности электроснабжения в связи с высоким износом распределительных электрических сетей за последние годы снижаются.
В сетях напряжением 6-20 кВ происходит, в среднем, до 30 отключений в год в расчете на 100 км воздушных и кабельных линий. В сетях напряжением 0,4 кВ - до 100 отключений в год на 100 км.
Причинами повреждений на ВЛ 6-20 кВ являются:
изношенность конструкций и материалов при эксплуатации - 18%;
климатические воздействия (ветер, гололед и их сочетание) выше расчетных значений - 19%;
грозовые перенапряжения - 13%;
несоблюдение требований эксплуатации, ошибки персонала - 6%;
посторонние, несанкционированные воздействия - 16%;
невыясненные причины повреждений - 28%.
Кабельные линии в классах напряжения 0,4 - 110 (220) кВ в основном повреждаются по следующим причинам:
дефекты прокладки - 20%;
естественное старение силовых кабелей - 31%;
механические повреждения - 30%;
заводские дефекты - 10%;
коррозия - 9%.
Наиболее часто встречающимися повреждениями силовых трансформаторов
35 - 110 (220) кВ являются отказы, вызванные снижением диэлектрических свойств изоляции, повреждениями комплектующих устройств таких, как переключатели ответвлений, устройства регулирования напряжения и вводы. Причинами повреждений трансформаторов, устройств регулирования напряжения и вводов являются дефекты конструкций, при их изготовлении, монтаже и ремонте, а также несоблюдение правил и норм эксплуатации, перенапряжения при однофазных замыканиях на землю в сетях 6-35 кВ, ударные токи и перегрузки.
Механизация ремонтов и технического обслуживания линий электропередачи и подстанций осуществляется с использованием транспортных и технических средств общего и специального назначения, строительных машин и механизмов, парк которых в основном морально устарел и не всегда отвечает современным требованиям эксплуатации и ремонтов. Отечественная техника по сравнению с аналогичными зарубежными образцами значительно уступает по функциональным возможностям, скорости выполнения операций и удобству управления.
Доля машин и механизмов, находящихся в неудовлетворительном для эксплуатации состоянии, составляет около 28%.
Оснащенность специальными самоходными средствами механизации находится по разным видам в пределах 56-97%.
Среднее значение потерь электрической энергии в сетях напряжением 0,4 – 110 (220) кВ составляет 8,4%.
На долю потерь электрической энергии при её передаче по сетям, находящимся на балансе МРСК, приходится примерно 78% от общей величины потерь в электрических сетях России, включая сети ЭСК, в том числе:
в сетях ВН-25,4%
в сетях СН1-5,5%
в сетях СН2-24,6%
в сетях НН-22,6%
В распределительных электрических сетях потери электроэнергии, не зависящие от нагрузки или «условно-постоянные» потери, составляют 23%. При этом в структуре потерь независящих от нагрузки, на потери холостого хода в трансформаторах приходится 67%, на собственные нужды подстанций – 11%, а прочие потери суммарно составляют 22%.
Потери электроэнергии, зависящие от величины, передаваемой по сети мощности или «нагрузочные» потери составляют 74% от общего значения потерь. В составе «нагрузочных» потерь 86% составляют потери в линиях электропередачи, а 14% - в трансформаторах.
|
