За последние годы возросла необходимость в повышении надежности энергоснабжения городов и предприятий. Число предприятий увеличивается, а политика Сахалинской области настроена на расширение производств, но перебои в энергоснабжении участились. Климат в островном регионе поменялся за последние несколько десятков лет. Сильные ветра и дожди летом, холодные ночи и свирепые снежные вьюги зимой. Так как основная часть населения и производства Сахалинской области сосредоточенно в сердце островного региона, в городе Южно-Сахалинск, во внимание попадают сети именно этого города. Количество аварий в сетях значительно возросло, в связи с использованием сетей, которые были построены в 70х-80х годах. Материалы, используемые в момент постройки электросетей устарели. Наибольший процент аварий возникает в сетях ВЛ-0,4кВ, 6кВ, 10кВ, в связи с использованием проводов марки АС. Именно поэтому необходима модернизация сетей, указанных выше напряжений, в г. Южно-Сахалинск.
В Сахалинской области существует несколько основных проблем, связанных с перебоями электроснабжения потребителей:
- Источник генерации- Южно-Сахалинская ТЭЦ-1 не связан сетями с другими источниками генерации- Охинской ТЭЦ, Ноглинской ГТЭС, Новиковской ДЭС, то есть отсутствует резерв генерации. При отказе источника генерации, большая часть потребителей островного региона останется без электроэнергии, пока не будет восстановлена работа ТЭЦ-1.
- Устаревшее электрооборудование.
В данной статье уделяется основное внимание проблеме, связанной с использованием устаревшего электрооборудования и предлагается ее решение путем реконструкции старых и постройки новых воздушных линий с использованием современных материалов, напряжением 0,4кВ, 6кВ, 10кВ, так как большее число аварий приходится именно на этот сегмент энергосистемы.
За последние несколько десятков лет, климат Сахалинской области, в частности г. Южно-Сахалинска изменяется в неблагоприятную сторону. В летний сезон- ураганные ветра и обильные дожди способствуют обрыву, схлестыванию проводов, крушению опор. В зимний сезон внезапные обильные снегопады сменяет яркое солнце, что приводит к налипанию гололеда на провода, приводящего к их обрыву и повреждению изоляторов, на которых они крепятся на опорах.
Использование в сетях, напряжением 0,4кВ, 6кВ и 10кВ, проводов марки АС приводит к неустойчивой работе энергосистемы г. Южно-Сахалинск. Схлёстывания фазных проводов и крушение опор не дают перевести энергосистему в нормальный режим работы. В связи с этим возникает необходимость обширного переоборудования энергосистемы более современными проводами СИП. Несмотря на дорогую стоимость, нежели провод марки АС, покупка и использование СИП сократит затраты на их монтаж и обслуживание при дальнейшей эксплуатации, помимо этого СИП способны обеспечить нормальный режим работы даже в критических погодных условиях, так как изоляция жил предотвращает короткие замыкания.
Описание провода марки АС:
провод АС (неизолированный) алюминиевый для распространения переменного тока по воздушным магистралям. Провод АС устойчив к выпадению росы, туману, атмосферным осадкам, солнечным лучам (включая их ультрафиолетовую составляющую). Температурный диапазон использования — от -50 до + 50 градусов С. Минимально допустимая температура при осуществлении монтажных работ — минус 20 градусов С.
Изготовление, хранение и применение данного провода должны соответствовать требованиям ГОСТ 839 80 и 15150 69.
АС состоит из стального сердечника и витых алюминиевых проводников. Общая площадь сечения токопроводящих элементов — от 10 до 1 250 квадратных мм. Количество алюминиевых проводников (согласно требованиям ГОСТ) — от 6 до 54. Число витков — от 1 до 4. Стандартом регулируется также соотношение площади сечения сердечника и площадь сечения скрученных алюминиевых жил
Описание провода марки СИП:
Основным назначением провода СИП является передача и распределение электроэнергии переменного тока в сетях освещения и силовых сетях напряжением 0.4–10 кВ.
Провод СИП получил широкое применение при строительстве магистральных воздушных линий электропередач и различных ответвлений к вводам во всевозможные жилые помещения и хозяйские постройки. Он представляет собой жгут, скрученный из изолированных фазных жил, сделанных из алюминия и нулевой несущей жилы. Фазные жилы оснащены изоляцией, сделанной из светостабилизированного полиэтилена повышенного давления, окрашенного в черный цвет, который обладает устойчивостью к ультрафиолетовым излучениям. В центре нулевой жилы находится стальной сердечник, скрученный вокруг алюминиевыми проволоками.
Преимущество в использовании:
провода СИП обладают большими преимуществами при эксплуатации по сравнению с голыми проводами, применяемыми для таких же задач электроснабжения. В последнее время значительно расширилась и сфера применения таких проводов, к тому же их прокладка обходится значительно дешевле. Изоляция между жилами проводов предотвращает короткое замыкание в процессе эксплуатации провода среди ветвей деревьев, существенно упрощает монтаж на стенах различных сооружений, дает возможность использовать при монтаже персонал любой квалификации и значительно снижает расходы, так как такие конструкции не нуждаются в изоляторах и применении специальных опорных сооружений.
Анализ участков, выполненных проводами СИП/АС.
Затраты на обслуживание линий электропередач с проводом марки АС гораздо выше, чем обслуживание линий, выполненных проводом марки СИП. Для доказательства данного факта был проведен анализ двух участков энергосистемы, выполненных проводом АС/СИП. Все данные соответствуют техническое документации ФРС ПАО «Сахалинэнерго». Первый участок ВЛ-10кВ (диспечерское наименование 18л-Л-10), протяженность 2,7км, пиковая нагрузка на линии 2,4 МВт, линия выполнена проводом марки АС-95 с использованием деревянных опор с железобетонной приставкой, данная линия была введена в эксплуатацию в 1981г. Второй участок ВЛ-10кВ (диспечерское наименование 15л-Дл-10), протяженность 3,1км, пиковая нагрузка на линии 2,7 МВт, линия выполнена проводом СИП-3х95 с использованием деревянных опор с железобетонной приставкой, ввод в эксплуатацию данной линии электропередач был произведен в 2009г. Оба участка располагаются на открытой местности. Период для анализа данных участков был взят 2 года (2015/2016). Во время анализа была собрана и обработана следующая информация: общее количество аварий на каждом участке за выбранный период; общее время, затраченное на локализацию повреждения; общее время отсутствия электроэнергии на абонентской стороне; затраты на восстановление энергоснабжения.
Участок № 1:
Количество аварий за период 2015/2016: 18
– Время отсутствия электроэнергии на принимающей стороне: 32 часа
– Время на локализацию поврежденного участка: 28 часов
– Затраты на восстановление энергоснабжения: 58 чел/час
– Использование автовышки: 24 часа
– Использование бурильной машины: 8 часов
– Использование автокрана: 18 часов
Характер повреждений на данном участке следующий: 14 схлестываний фазных проводов под действием порывов ветра, 4 крушения опор (2 случая по причине человеческого фактора, 2 случая по причине прогнившего основания деревянной опоры). Алгоритм восстановления энергоснабжения после повреждения следующий: после сигнала о нарушении нормального режима работы участка на специализированном оборудовании, диспетчер подготавливает резервную схему подачи электроэнергии потребителю, направляет бригаду для оперативного переключения на объект энергетики, после чего электроснабжение восстанавливается с помощью резервной схемы. Далее бригада занимается поиском поврежденного участка. После обнаружения участка начинаются восстановительные работы. После восстановления производится перевод схемы в нормальный режим работы. Данные мероприятия занимают достаточно много времени и ресурсов.
Участок № 2:
– Количество аварий за период 2015/2016: 6
– Время отсутствия электроэнергии на принимающей стороне: 5 часов
– Время на локализацию поврежденного участка: 4 часа
– Затраты на восстановление энергоснабжения: 18 чел/час
– Использование автовышки: 4 часа
– Использование бурильной машины: 2 часа
– Использование автокрана: 2 часа
Характер повреждений на данном участке следующий: 1 крушение опоры по причине человеческого фактора, 5 обрывов провода из за налипания гололёда/ветровых нагрузок. При схлестывании проводов на линиях с применением провода СИП зачастую аварийного отключения/нарушения нормального режима работы не происходит по следующей причине: изоляция предотвращает возникновение короткого замыкания на фазу при схлестывании. Схлестывание определяется во время обходов либо по заявке абонентов. В связи с этим диспетчеру намного легче организовать работу по восстановлению поврежденного участка. Существенным минусом использования провода марки СИП является его вес, при налипании гололеда вероятность обрыва возрастает.
Вывод
В связи с изменением климата в худшую сторону, а также использованием устаревших сетей, возросла целесообразность реконструкции существующих ВЛ напряжением 0,4–6-10кВ и строительства новых с использованием проводов марки СИП. Данный тип провода позволит обеспечить устойчивую работу энергосистемы без перебоев, почти в любые погодные условия. Исходя из проведенного анализа можно сделать следующее заключение: число коротких замыканий уменьшится, что увеличивает срок службы других элементов электросети (выключатели, релейная защита). Все вышеперечисленные факторы указывают на необходимость реконструкции городских электрических сетей г. Южно-Сахалинска.
