Оценка технико-экономического эффекта применения устройств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах 10/0,4 кВ в распределительных электрических сетях
Аннотация
Рассмотрена проблема обеспечения допустимого уровня напряжения в распределительных электрических сетях различного типа: распределительных сетях крупных городов, областных распределительных электрических сетях, распределительных электрических сетях с наличием генерации в виде возобновляемых источников энергии.
Показаны наиболее характерные причины нарушения допустимых границ по напряжению, регламентированных требованиями нормативной документации. Проанализированы негативные факторы, способствующие выходу отклонения напряжения у потребителей за допустимые пределы: большая протяженность линий, высокая загруженность, малая управляемость, неравномерность графика нагрузки, малая наблюдаемость.
Изучены существующие принципы управления напряжением: автоматическое и сезонное регулирования. Создана тестовая модель распределительной сети, представляющая фрагмент реальной сети. Выполнена верификация режимов модели по данным измерений в исходной распределительной сети. Продемонстрировано распределение напряжений в сети среднего напряжения в режимах наибольших и наименьших нагрузок. На примере тестовой модели доказана возможность управления напряжением в сети с помощью автоматического регулирования напряжения на центре питания и разового выбора положения анцапфы устройства переключения без возбуждения на трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ. Показана недостаточность применения устройств регулирования под нагрузкой питающих трансформаторов для управления напряжением в сетях с большой протяженностью линий и высокими сезонной и суточной неравномерностями нагрузки.
Проанализированы техническая эффективность и экономическая целесообразность использования устройств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах 10/0,4 кВ для локального управления напряжением. Экономическую эффективность внедрения устройств АРН на ПС 6-10/0,4 кВ оценивали в сравнении с другими вариантами нормализации режима работы РЭС по напряжению: реконструкцией магистральных линий сети 10 кВ, установкой ВДТ перед проблемным участком сети 10 кВ.
Показана область применения автоматических регуляторов напряжения в виде полупроводниковых устройств регулирования выходного напряжения трансформатора для распределительных трансформаторных подстанций.
Литература
2. ГОСТ 32144—2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
3. ЕN 50160:2010. Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Networks.
4. Жулёв А.Н., Боков Г.С. О модернизации и развитии распределительных электрических сетей // Энергия единой сети. 2013. № 1(6). С. 22—29.
5. Тульский В.Н., Радилов Т.В., Королев В.М., Силаев М.А., Суворова Е.А. Оценка качества электроэнергии в распределительных электрических сетях // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 6(57). С. 118—123.
6. Александров Н.В. Особенности эксплуатации сельских электрических сетей // Символ науки. 2016. № 12-2(24). С. 25—29.
7. Тульский В.Н., Ванин А.С., Асташев М.Г., Панфилов Д.И., Королев В.М. Оценка эффективности применения быстродействующих полупроводниковых устройств регулирования в распределительных электрических сетях // Электротехника. 2020. № 10. С. 37—44.
8. СТО 34.01-21.1-001—2017. Распределительные электрические сети напряжением 0,4–110 кВ. Требования к технологическому проектированию.
9. Карташев И.И. и др. Управление качеством электроэнергии. М.: Издат. дом МЭИ, 2008.
10. Gonen T. Electric Power Distribution Engineering. N.-Y.: CRC press, 2015.
11. E.ON [Офиц. сайт] www.eon.com (дата обращения 20.04.2021).
12. PSI PDOK ZSR. Loesungsbeschreibung. Essen: E.ON.
13. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2009.
14. СП 31-110—2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий.
15. Группа «РУСЭЛТ» [Офиц. сайт] www.ruselt.ru/catalog (дата обращения 20.04.2021).
16. СТО 34.01-3.2.17-014.1—2020. Методические указания по применению вольтодобавочных трансформаторов (пунктов регулирования напряжения) 6–20 кВ и вольтодобавочных трансформаторов 0,4 кВ в линиях электропередачи распределительных сетей.
17. Приказ Минэнерго России № 10 от 17.01.2019 г. «Об утверждении укрупненных нормативов цены типовых технологических решений капитального строительства объектов электроэнергетики в части объектов электросетевого хозяйства».
---
Для цитирования: Асташев М.Г., Ванин А.С., Королев В.М., Панфилов Д.И., Рашитов П.А., Тульский В.Н. Оценка технико-экономического эффекта применения устройств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах 10/0,4 кВ в распределительных электрических сетях // Вестник МЭИ. 2021. № 5. С. 27—36. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-27-36.
---
Работа выполнена: в рамках реализации проекта с использованием мер государственной поддержки развития кооперации российских образовательных организаций высшего образования, государственных научных учреждений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства, предусмотренных постановлением Правительства Российской Федерации № 218 от 9 апреля 2010 г. в рамках прикладного проекта «Разработка и создание высокотехнологичного производства быстродействующих полупроводниковых устройств регулирования выходного напряжения трансформаторов под нагрузкой в составе трансформаторных подстанций класса 6–10/0,4 кВ цифровых распределительных сетей» при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (cоглашение № 075-11-2019-060)
