В статье автор исследует эффективность замены неизолированных проводов на самонесущие изолированные провода (СИП) для повышения надежности электроснабжения и улучшения качества электрической энергии.
Ключевые слова: надёжность, эффективность, качество.
Надежность электроснабжения является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта и безопасности проживания. Она подразумевает бесперебойное и стабильное электроснабжения, что особенно важно для обеспечения работы систем жизнеобеспечения, таких как отопление, водоснабжение, охрана, видеонаблюдение.
Использование самонесущих изолированных проводов способствует созданию устойчивой и экономически выгодной системы электроснабжения.
Описание существующих электрических сетей Сосновоборского РЭС
Сосновоборский район электрических сетей является одним из структурных подразделений Кузнецкого производственного отделения филиала ПАО «Россети Волга» — «Пензаэнерго».
В деятельность Сосновоборского РЭС входит оперативное, ремонтно-эксплуатационное обслуживание распределительных сетей напряжением 10/0,4 кВ в зоне эксплуатационной ответственности — территории Сосновоборского района Пензенской области.
Сосновоборский район занимает 1567 квадратных километра площади и находится в восточной части Пензенской области. Население Сосновоборского района составляет более 14 тысяч человек.
Наиболее крупными населенными пунктами района являются рабочий поселок Сосновоборск с численностью населения 5845 человек и село Индерка с численностью населения 3607 человек.
В состав электросетевого хозяйства Сосновоборского РЭС входит 162 трансформаторных подстанции суммарной установленной мощностью 20,889 МВА. Протяженностью воздушных линий электропередачи, напряжением 0,4 кВ, находящихся на балансе Сосновоборского РЭС, равна 470,67 км. Протяженность ВЛ-10 кВ — 334,29 км.
Рассматривая второй по величине населённый пункт Сосновоборского района — село Индерка. Причиной выбора которого является:
— наличие большого количества воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ, выполненных с использованием неизолированного провода;
— большой объем потребления электрической энергии населением и, следовательно, практическая значимость выполняемой работы для Сосновоборского РЭС.
В селе Индерка расположено 20 трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, распределительные сети тринадцати из которых по уровню напряжения 0,4 кВ выполнены с применением неизолированного провода.
Характеристики линий электропередачи, выполненных неизолированным проводом в селе Индерка приведены в таблице 1.
Таблица 1
Характеристики ВЛ-0,4 кВ в с. Индерка
|
№ ТП |
N жил |
Протяженность, км |
Марка провода |
|
ТП-485 |
184 |
3,183 |
4×А35, 2×А35 |
|
ТП-486 |
88 |
1,522 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-487 |
122 |
2,111 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-488 |
90 |
1,557 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-489 |
137 |
2,370 |
4×А35, 2×А35 |
|
ТП-491 |
89 |
1,540 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-551 |
136 |
2,353 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-557 |
104 |
1,799 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-623 |
70 |
1,211 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-632 |
89 |
1,540 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-644 |
99 |
1,713 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-649 |
61 |
1,055 |
4×А25, 2×А25 |
|
ТП-657 |
56 |
0,969 |
4×А25, 2×А25 |
На основании имеющихся данных можно провести анализ влияния использования самонесущих изолированных проводов (СИП) в распределительных сетях 0,4 кВ с. Индерка на уровень надежности электроснабжения на примере Сосновоборского РЭС.
Преимущества самонесущих изолированных проводов по сравнению с неизолированными
Использование самонесущих изолированных проводов (СИП) в распределительных электрических сетях напряжением 0,4 кВ обеспечивает ряд значительных преимуществ по сравнению с неизолированными проводами.
Во-первых, СИП обладают высокой степенью безопасности благодаря надежной изоляции, что снижает коротких замыканий и опасности, возникающей при приближении к проводам. Это особенно актуально в населенных пунктах и открытых пространствах с высоким уровнем доступа к проводам.
Во-вторых, самонесущие изолированные провода демонстрируют устойчивость к механическим повреждениям и негативным влияниям внешней среды, таким как дожди, снег и ультрафиолетовое излучение, что повышает их надежность и срок службы.
С точки зрения монтажа, для строительства изолированных воздушных линий не требуется установка траверс и изоляторов на опорах, что экономит время и сокращает затраты.
Снижение затрат на эксплуатацию также является преимуществом самонесущих изолированных проводов, поскольку ВЛИ-0,4 кВ требуют меньшего объема технического обслуживания и ремонта. Кроме того, использование самонесущих изолированных проводов позволяет организовать систему интеллектуального учета электроэнергии за счет упрощения монтажа приборов учета электрической энергии на опорах ВЛИ.
Расчет показателей надежности электроснабжения потребителей с. Индерка после замены провода на СИП
Замена провода на СИП на распределительных сетях 0,4 кВ оказывает влияние на показатели надежности.
Сравнение показателей надежности до и после замены проводов на СИП выполняется также по результатам анализа технологических нарушений с использованием программного комплекса ПК «Аварийность», с помощью которого ведется учет всех технологических нарушений в электрических сетях филиала ПАО «Россети Волга» — «Пензаэнерго».
На рассматриваемых электрических сетях за 2024 год произошло 42 технологических нарушения, из которых 36 повреждений произошло на ВЛ-0,4 кВ, выполненных с использованием неизолированного провода.
Из общего количества отключение, замена провода позволяет не допустить технологических нарушений с следующими причинами:
— срыв вязки изолятора;
— разрегулировка провода;
— схлест провода;
— разрушение штыревого изолятора;
— схлест перекидки;
— обрыв жил провода.
Анализ влияния замены провода на технологические нарушения проводится таблице 2.
Таблица 2
Наименования питающих объектов рассматриваемой сети
|
Начало технологического нарушения |
Окончание технологического нарушения |
Объект |
Причина технологического нарушения |
Устранение причины путем замены провода |
|
05.01.24 0:15 |
05.01.24 2:27 |
ВЛ-10 кВ № 3 Индерка ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Наезд транспорта на опору ЛЭП |
|
|
11.01.24 10:13 |
11.01.24 14:04 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
14.01.24 22:08 |
15.01.24 1:56 |
1 сш 10 кВ ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Отключение вводного выключателя С-2-Т под действием УРОВ |
|
|
16.01.24 4:18 |
16.01.24 6:10 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
Разрегулировка провода |
Устранено |
|
20.01.24 19:05 |
20.01.24 20:05 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 488 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
07.02.24 7:32 |
07.02.24 11:28 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
07.02.24 19:45 |
07.02.24 21:09 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
Разрегулировка провода |
Устранено |
|
22.02.24 0:39 |
22.02.24 4:21 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
07.03.24 18:47 |
07.03.24 20:22 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
Схлест проводов |
Устранено |
|
18.03.24 12:53 |
18.03.24 16:06 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
Разрушение штыревого изолятора |
Устранено |
|
12.04.24 14:35 |
12.04.24 16:26 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
17.04.24 7:02 |
17.04.24 8:41 |
ВЛ-10 кВ № 23 Полив ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Разрегулировка провода |
|
|
20.04.24 3:30 |
20.04.24 4:44 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 486 |
Обрыв жил провода |
Устранено |
|
24.04.24 15:54 |
24.04.24 18:19 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
Схлест проводов |
Устранено |
|
28.04.24 22:27 |
28.04.24 23:32 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
07.05.24 12:07 |
07.05.24 15:31 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
11.05.24 1:55 |
11.05.24 5:26 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
Повреждение на вводе в ЖД (баланс потребителя) |
|
|
15.05.24 4:00 |
15.05.24 5:10 |
ВЛ-10 кВ № 23 Полив ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
28.05.24 18:02 |
28.05.24 20:34 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
08.06.24 7:24 |
08.06.24 11:16 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
Повреждение на вводе в ЖД (баланс потребителя) |
|
|
15.06.24 7:50 |
15.06.24 10:14 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
Схлест проводов |
Устранено |
|
16.06.24 3:11 |
16.06.24 5:43 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
Разрушение штыревого изолятора |
Устранено |
|
22.06.24 11:19 |
22.06.24 13:19 |
ВЛ-10 кВ № 3 Индерка ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Срыв вязки изолятора |
|
|
26.07.24 21:42 |
27.07.24 1:06 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
Разрушение штыревого изолятора |
Устранено |
|
20.08.24 13:47 |
20.08.24 16:29 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 623 |
Обрыв жил провода |
Устранено |
|
29.08.24 16:22 |
29.08.24 19:18 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
17.09.24 7:58 |
17.09.24 10:27 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
11.10.24 18:00 |
11.10.24 19:18 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
12.10.24 8:15 |
12.10.24 9:36 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
12.10.24 11:28 |
12.10.24 14:31 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 488 |
Разрегулировка провода |
Устранено |
|
16.10.24 5:45 |
16.10.24 7:49 |
2 сш 10 кВ ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
Отключение вводного выключателя С-1-Т под действием дуговой защиты |
|
|
17.10.24 15:42 |
17.10.24 16:43 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
02.11.24 15:41 |
02.11.24 17:31 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 644 |
Падение ветки дерева |
Устранено |
|
06.11.24 20:59 |
06.11.24 23:55 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 5 от КТП 10/0,4 кВ № 489 |
Повреждение на вводе в ЖД (баланс потребителя) |
|
|
11.11.24 14:32 |
11.11.24 18:03 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 644 |
Разрушение штыревого изолятора |
Устранено |
|
19.11.24 3:50 |
19.11.24 6:15 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 486 |
Разрегулировка провода |
Устранено |
|
23.11.24 6:00 |
23.11.24 9:06 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
Срыв вязки изолятора |
Устранено |
|
25.11.24 1:17 |
25.11.24 4:42 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
06.12.24 22:37 |
07.12.24 1:52 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 5 от КТП 10/0,4 кВ № 489 |
Обрыв жил провода |
Устранено |
|
13.12.24 6:53 |
13.12.24 9:23 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
Обрыв жил провода |
Устранено |
|
19.12.24 17:31 |
19.12.24 18:57 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
Схлест перекидки |
Устранено |
|
23.12.24 13:06 |
23.12.24 14:36 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
Проведение несанкционированных земляных работ |
Расчет показателя средней продолжительности прекращения передачи электрической энергии на точку поставки (Пsaidi) выполняется по формуле:
|
|
где
Расчет показателя средней частоты прекращения передачи электрической энергии на точку поставки (П SAIFI ) выполняется по формуле:
|
|
Для расчета показателей
Таблица 3
Результаты расчета
|
Начало технологического нарушения |
Объект |
Кол-во точек поставки |
Продолжительность технологического нарушения |
|
|
|
05.01.24 0:15 |
ВЛ-10 кВ № 3 Индерка ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
1109 |
2:12 |
2439,80 |
2439,80 |
|
11.01.24 10:13 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
37 |
3:51 |
142,45 |
устранено |
|
14.01.24 22:08 |
1 сш 10 кВ ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
1109 |
3:48 |
4214,20 |
4214,2 |
|
16.01.24 4:18 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
34 |
1:52 |
63,47 |
устранено |
|
20.01.24 19:05 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 488 |
53 |
1:00 |
53,00 |
устранено |
|
07.02.24 7:32 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
30 |
3:56 |
118,00 |
устранено |
|
07.02.24 19:45 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
41 |
1:24 |
57,40 |
устранено |
|
22.02.24 0:39 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
22 |
3:42 |
81,40 |
устранено |
|
07.03.24 18:47 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
34 |
1:35 |
53,83 |
устранено |
|
18.03.24 12:53 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
34 |
3:13 |
109,37 |
устранено |
|
12.04.24 14:35 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
41 |
1:51 |
75,85 |
устранено |
|
17.04.24 7:02 |
ВЛ-10 кВ № 23 Полив ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
216 |
1:39 |
356,40 |
устранено |
|
20.04.24 3:30 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 486 |
29 |
1:14 |
35,77 |
устранено |
|
24.04.24 15:54 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
30 |
2:25 |
72,50 |
устранено |
|
28.04.24 22:27 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
35 |
1:05 |
37,92 |
устранено |
|
07.05.24 12:07 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
20 |
3:24 |
68,00 |
устранено |
|
11.05.24 1:55 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
34 |
3:31 |
119,57 |
119,57 |
|
15.05.24 4:00 |
ВЛ-10 кВ № 23 Полив ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
216 |
1:10 |
252,00 |
устранено |
|
28.05.24 18:02 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
20 |
2:32 |
50,67 |
устранено |
|
08.06.24 7:24 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
35 |
3:52 |
135,33 |
135,33 |
|
15.06.24 7:50 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 551 |
34 |
2:24 |
81,60 |
устранено |
|
16.06.24 3:11 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
22 |
2:32 |
55,73 |
устранено |
|
22.06.24 11:19 |
ВЛ-10 кВ № 3 Индерка ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
1109 |
2:00 |
2218,00 |
устранено |
|
26.07.24 21:42 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
56 |
3:24 |
190,40 |
устранено |
|
20.08.24 13:47 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 623 |
35 |
2:42 |
94,50 |
устранено |
|
29.08.24 16:22 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
37 |
2:56 |
108,53 |
устранено |
|
17.09.24 7:58 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 3 от КТП 10/0,4 кВ № 485 |
37 |
2:29 |
91,88 |
устранено |
|
11.10.24 18:00 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
56 |
1:18 |
72,80 |
устранено |
|
12.10.24 8:15 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 487 |
41 |
1:21 |
55,35 |
устранено |
|
12.10.24 11:28 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 488 |
53 |
3:03 |
161,65 |
устранено |
|
16.10.24 5:45 |
2 сш 10 кВ ПС 110 кВ «Сосновоборск» |
216 |
2:04 |
446,40 |
446,54 |
|
17.10.24 15:42 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 557 |
35 |
1:01 |
35,58 |
устранено |
|
02.11.24 15:41 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 644 |
33 |
1:50 |
60,50 |
устранено |
|
06.11.24 20:59 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 5 от КТП 10/0,4 кВ № 489 |
27 |
2:56 |
79,20 |
79,2 |
|
11.11.24 14:32 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 644 |
33 |
3:31 |
116,05 |
устранено |
|
19.11.24 3:50 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 486 |
29 |
2:25 |
70,08 |
устранено |
|
23.11.24 6:00 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 4 от КТП 10/0,4 кВ № 491 |
22 |
3:06 |
68,20 |
устранено |
|
25.11.24 1:17 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 1 от КТП 10/0,4 кВ № 657 |
56 |
3:25 |
191,33 |
устранено |
|
06.12.24 22:37 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 5 от КТП 10/0,4 кВ № 489 |
27 |
3:15 |
87,75 |
устранено |
|
13.12.24 6:53 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
30 |
2:30 |
75,00 |
устранено |
|
19.12.24 17:31 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 649 |
20 |
1:26 |
28,67 |
устранено |
|
23.12.24 13:06 |
ВЛ-0,4 кВ ф. 2 от КТП 10/0,4 кВ № 632 |
30 |
1:30 |
45,00 |
45 |
Для участка распределительных сетей 0,4 кВ с. Индерка Сосновоборского района Пензенской области, выполненных неизолированным проводом количество точек поставки будет равно:
|
|
Значение показателя
|
|
Значение показателя
|
|
Значение показателя
|
|
Значение показателя
|
|
Изменение показателей, в результате замены проводов на СИП в процентном отношении определяются по формуле:
|
|
|
|
Процент снижения показателей надежности будет равен:
|
|
|
|
|
В результате выполнения работ по замене провода на участке распределительной сети 0,4 кВ в с. Индерка Сосновоборского района, выполненного неизолированным проводов, удается достичь снижения показателя
Литература:
1. Методические указания о расчету уровня надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг для организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью и территориальных сетевых организаций. Утв. Министерством Энергетики РФ Приказом от 29.11.2016г. № 1256, ред. 2023г. 98 с.
2. СТО 34.01–21.1–001–2017 Распределительные электрические сети напряжением 0,4–110 кВ. Требования к технологическому проектированию, 2017. 238 с.
3. Правила устройства электроустановок (все действующие разделы 6-е и 7-е издания по состоянию на 2023 год): официальное издание: утв. Министерством энергетики Российской Федерации от 8.07.2002.- Москва: Эксмо, 2023. 512 c.
4. Кабышев А. В., Обухов С. Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: — Томск: Издательство ТПИ, 2005. 168 с.
5. Карпетян И. Г., Файбисович Д. Л., Шапиро И. М. Справочник по проектированию электрических сетей. М.: ЭНАС, 2009. 392 с.
6. Файбисович, Д. Л. Справочник по проектированию электрических сетей / Д. Л. Файбисович. — 4-е изд. — М.: Энас, 2012. 376 с.
7. Сибикин, Ю. Д. Пособие к курсовому и дипломному проектированию электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и городских объектов: учебное пособие/ Ю. Д. Сибикин. — Москва, Форум; ИНФРА-М, 2015. — 384 с.
