Практика показывает, что внедрение более высоких классов напряжения позволяет уменьшить объем использования цветного металла, уменьшить потери электрической энергии и увеличить дальность ее передачи.
Класс напряжения 20 кВ имеет ряд преимуществ перед классами 6(10) и 35 кВ, совокупность которых даёт основания полагать, что внедрение сетей класса 20 кВ при новом строительстве объектов энергетики позволяет решить многие проблемы в электроснабжении удалённых объектов.
Ключевые слова: потери электрической энергии, напряжение, ток, объекты энергетики, оборудование, подстанция, мощность.
Большинство месторождений расположено в удалённых, труднодоступных районах
Большое количество проблем связано с низким качеством электроэнергии, высокой изношенностью оборудования, высоким уровнем сетевых потерь.
Задача данной работы — определить целесообразность применения класса напряжения 20 кВ в распределительных сетях
Экономический эффект:
Положительный экономический эффект от применения данного типа сетей складывается из следующих факторов:
– Стоимость оборудования и строительства линий ВЛ-20 кВ сопоставимо по стоимости со строительством ВЛ-6 кВ.
– Класс напряжения 20 кВ по сравнению с классами 6–10 кВ позволяет вдвое увеличить радиус обслуживания подстанций, что позволяет вдвое сократить количество узловых подстанций. Кроме того, потери электроэнергии в сетях 20 кВ в 1,5 раза ниже.
– Снижение стоимости по объектам 20кВ, построенными взамен планируемых сетей 35кВ может составлять в среднем 45–50 %.
Основная часть
Современные мировые тенденции в развитии электрических сетей свидетельствуют о стремлении многих развитых стран к внедрению более высоких классов напряжения, что позволит уменьшить объем использования цветного металла, уменьшить потери электрической энергии и увеличить дальность ее передачи.
Рассмотрим преимущества класса 20 кВ над другими классами напряжения.
По сравнению с классами 6, 10 кВ:
– большая пропускная мощность, что немаловажно в условиях современного увеличения потребления электроэнергии.
– этот класс напряжения вдвое увеличивает радиус обслуживания подстанций и значительно сокращает число крупных проходных подстанций, учитывая, что при каждой трансформации теряется от 5 до 7 % трансформируемой мощности и энергии, это представляет собой колоссальные суммы средств и миллионы тонн потерянного топлива
– уменьшает потери электроэнергии в 1,5 раза
По сравнению с классом 35 кВ:
– меньшая стоимость прокладки линий, сопоставимая со стоимостью прокладки линий 6(10) кВ
– меньшая по площади охранная зона, что позволяет снизить затраты на вырубку леса, а также снизить негативное влияние на экологическую обстановку
– Требования к эксплуатации линий 20 кВ не отличаются от требований к эксплуатации линий 6(10) кВ.
Рассмотрим потери электроэнергии на примере участка сети длиной 5 км (рис. 1)
Рис. 1. Схема участка сети
На рис. 2 представлен график потерь электроэнергии в линии для сталеалюминевого провода.
– С 2012 года класс применяется и развивается в городских сетях Москвы и Санкт-Петербурга.
– В 2014 году к сети 20 кВ были подключены первые населённые пункты Ханты-Мансийского Автономного округа, находящиеся вдали от распределительных подстанций и изолированные от центрального энергоснабжения. Анализ вариантов показал, что:
– Строительство линий 6–10 кВ нецелесообразно из-за высоких технологических потерь.
– Строительство линий 35 кВ для потребителей небольшой мощности слишком дорого,
– В среднем снижение стоимости по объектам 20кВ, построенными взамен планируемых сетей 35кВ составило 45–50 %
Класс напряжения 20 кВ успешно применяется в США, Франции, Германии, Италии, а также скандинавских странах, где развитие этих сетей ведётся в сложных климатических условиях.
Рис. 2. График потерь электроэнергии в линии для сталеалюминевого провода
В последние годы с ростом спроса на электрооборудование для класса 20кВ выросло и предложение — производители трансформаторов, КТП и ячеек КРУ 20кВ есть как в России, так и странах СНГ.
Трансформаторы:
– ОАО «МЭТЗ им. В. И. Козлова»
– ТОО «УТЗ» Уральский трансформаторный завод
– АО «Кентауский трансформаторный завод»
– ООО «Тольяттинский трансформатор»
– ЗАО «ГК «Электрощит-ТМ Самара»
КТП
– «ЭЛПРОКОМ» Электротехническая производственная компания
– Завод «Кристалл»
– «ЭЗОИС» Экспериментальный завод объемных инженерных сооружений
– ЗАО «Электрокомплект»
– ООО «ЭНЕРГОРОСС»
Ячейки КРУ
– ЗАО «ГК «Электрощит-ТМ Самара»
– «Мосэлектрощит»
– «Электро Груп»
– ОАО «МЭТЗ им. В. И. Козлова»
– АО «МЭЛ»
Заключение, выводы
– Анализ практики применения класса напряжения 20 кВ показывает его серьёзные практические преимущества перед классами 6 (10) и 35 кВ.
– Анализ предварительных усреднённых расчётов также наглядно показывает высокую экономическую эффективность применения линий данного класса напряжения.
Совокупность преимуществ даёт основания полагать, что внедрение сетей класса 20 кВ при новом строительстве объектов энергетики на месторождениях позволяет решить многие проблемы в электроснабжении удалённых объектов.
Литература:
- «Технико-экономические аспекты развития электрических сетей напряжением 20 кВ». Журнал «Электроэнергия», 2015 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://eepir.ru/news/item/1093-texniko-econom-aspekt20kv.html
- «От среднего напряжения — к высокой надежности». Газета «Энергетика и промышленность России» № 22 (282), ноябрь 2015 года.
- Маслов А. Н. «Опыт строительства и эксплуатации электрических сетей напряжением 20 кВ в Ханты-Мансийском автономном округе», доклад в рамках V Всероссийской конференции «Развитие и повышение надёжности эксплуатации электрических сетей».
- Исмагилов Ш. Г., Минияров И. И. «Целесообразность перевода распределительных электрических сетей на напряжение 20/0,4 кВ». Журнал Novainfo, 2019 г.
