Актуальные проблемы энергетики. СНТК65 139 УДК 621.311 Анализ технико-экономических характеристик распределительной электрической сети Ермаков И.А. Научный руководитель Фурсанов М.И., д.т.н., профессор Воздушные распределительные электрические сети напряжением 0,38–10 кВ составляют около 90 % всего электросетевого хозяйства энергосистемы. Надежность таких сетей достигается на основе применения современных конструктивных элементов, таких как, воздушные линии 0,4 кВ с изолированными самонесущими проводами, столбовые трансформаторные, разъединителей-заземлителей с падающей колонкой, ограничителей перенапряжений, элегазовых и вакуумных выключателей, переводом сетей в режим глухозаземленной нейтрали и другими средствами. В данной работе проанализировано использование: – самонесущих изолированных проводов; – столбовых трансформаторных подстанций. Широко распространенные в настоящее время КТП имеют большую металлоемкость, которая значительно удорожает подстанцию. Поэтому, исходя из стоимости и удельной повреждаемости в электрических сетях, предлагают отказаться от КТП и перейти на столбовые трансформаторные подстанции. По сравнению с КТП столбовые подстанции имеют ряд преимуществ: они просты в изготовлении и эксплуатации, значительно дешевле из-за меньшей (в 2,2–3,1 раза) металлоемкости и имеют улучшенные изоляционные характеристики. Кроме того, для повышения надежности, уменьшения отвода земли под линии электропередачи напряжением 10 кВ при их строительстве применяют изолированные или покрытые провода, которые представляют собой сталеалюминиевые или алюминиевые провода с уплотненной жилой, покрытые слоем полимерной изоляции толщиной 2–3 мм. Покрытие этих проводов выдерживает испытательные напряжения по нормам для оборудования 10 кВ. Это позволяет существенно уменьшить габариты воздушной линии без снижения электрической прочности и грозоупорности. Воздушные линии электропередачи напряжением 10 кВ с покрытыми проводами имеют ряд преимуществ: – уменьшение ширины вырубаемой просеки при строительстве ЛЭП в лесных массивах, возможность сооружения ЛЭП без вырубки просек; – уменьшение расстояний между проводами на опорах и в пролете, в том числе в местах пересечений и сближений с другими ВЛ, а также при их совместной подвеске на общих опорах; – исключение коротких замыканий между проводами при их схлестывании, падении деревьев на провода, существенное снижение вероятности замыканий проводов на землю; – отсутствие или незначительное обрастание гололедом и мокрым снегом изолированной поверхности проводов. Меньший вес и большая длительность налипания снега, повышенная надежность в зонах интенсивного гололедообразования, уменьшение гололедно-ветровых нагрузок на опоры на 30%. В качестве примера была исследована реальная распределительная линия Петриковского РЭС – Муляровка 713 ( схема сети представлена на рисунке 1). Результаты расчета потерь для линии традиционного исполнения приведены в таблице 1 (первая строка). Актуальные проблемы энергетики. СНТК65 140 АС-50 2.0 349 100 74 30 75 60 543 250 79 25 78 30 80 60 146 250 153 40 81 60 508 2x250 АС-50 0.48 АС-50 1.04 АС-50 1.2 АС-50 1.36 АС-50 1.28 АС-50 0.35 АС-50 0.51 АС-50 0.78 АС-35 0.6 АС-50 0.36 АС-50 0.67 АС-35 0.64 АС-35 1.04 АС-35 0.24 АС-50 0.3 739 АС-50 0.4 АС-50 0.32 АС-50 0.88 АС-50 1.36 АС-50 0.8 А-50 1.12 А-50 0.7 А-50 0.4 А-50 0.2713 АС-500.48 АС-500.67 АС-500.84 АС-501.28 АС-500.5 АС-500.1 АС-501.04 АС-500.51АС-500.8 АС-500.64 АС-501.04 АС-500.5 АС-500.3 АС-501.2 АС-500.48 377/ 715 200+400 650 100 695 2x400 192 63 105 63 107 63 115 160 216 100 406 2x250 538 2x400 589 2x250 232 40 665 25 АС-50 0.8 АС-50 0.6 А-50 0.4 617 160 АС-50 0.7 АС-50 0.7 619 250 110 100 АС-50 0.8 113 250 АС-50 0.65 АС-50 0.33 114 250 440 250 465 250 109 100 217 63 218 160 590 2x160 А-50 0.28 А-50 0.73 А-50 1.04 234 160 А-50 0.56 219 63 220 63 АС-50 0.16 АС-50 0.22 АС-50 0.72 АС-50 0.48 636 250+400 106 63 АС-50 0.88 АС-50 0.3 462 40 221 160 462 40 АС-50 0.32 АС-50 0.24 АС-50 0.16 АС-35 0.24 669 63 АС-35 0.8 222 100 428 250 АС-35 0.6 654 100 656 2x250 АС-50 0.16 АС-35 0.32 672 2x250 231 63 АС-50 0.32 229 200+400 АС-50 0.27 533 60 228 40 230 25 АС-50 0.8 215 63 А-50 0.4 235 2x250 505 25 А-50 0.94 668 100 224 250 АС-35 0.48 АС-50 0.56 АН-50 1.6731 1 250 10 2x250 5 63 432 400 416 250 596 100 6 160 АН-35 0.4 АС-50 0.73 АС-35 0.24 683 250 675 63 2 100 АН-35 0.3 116 30 АС-35 0.25 3 60 АС-50 0.96 АН-35 1.76 8 30 9 63 АН-35 1.22 АН-35 0.24 4 63 АН-35 0.4 АН-35 0.33 566 100 518 2x250 498 160 АС-35 0.12 597 2x250 405 30 7 30 408 63 АН-50 1.05 АН-50 1.48 АН-50 0.98 АН-50 1.3 АН-50 0.96 АН-50 0.83 АН-50 1.08 АН-50 0.24 АН-35 1.0 АН-35 0.32 АН-35 0.7 АН-35 1.07 АН-35 0.9 АН-35 0.87 АН-35 0.63 АН-35 0.64 АН-35 0.6 АН-35 0.5 108 2x160 АС-50 0.72 АС-50 0.48 АС-50 1.28 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 Рисунок 1. Схема сети распределительной линии Муляровка 713 Таблица 1 – Результаты расчета потерь электроэнергии в сети 10 кВ РЛ Муляровка Линия Wгу ΔWсум ΔWсум% ΔWлин ΔWлин% ΔWтр ΔWтр% ΔWхх ΔWхх% М у л яр о в к а 7 1 3 Исходный режим 1231.00 241.75 19.64 204.47 16.61 9.03 0.73 28.25 2.29 После замены проводов 1268.90 277.88 21.90 240.23 18.93 8.86 0.70 28.79 2.27 После замены ТР 1244.56 253.65 20.38 220.98 17.76 12.66 1.02 20.01 1.61 Актуальные проблемы энергетики. СНТК65 141 В данной линии осуществлена замена сталеалюминиевых проводов на изолированные и КТП на столбовые подстанции. После замены сталеалюминиевых проводов на изолированные имеем: – увеличение потерь активной мощности и снижение потерь реактивной мощности за счет значительного уменьшения с 0,35 Ом/км до 0,100 Ом/км удельного реактивного сопротивления. – повышение уровней напряжений за счѐт уменьшения потерь мощности. При замене КТП на СТП получили следующие результаты: – СТП более просты в изготовлении и эксплуатации, значительно дешевле из-за меньшей (в 2,2–3,1 раза) металлоемкости и имеют улучшенные изоляционные характеристики. – оптимальный коэффициент загрузки трансформаторов не выявил существенного снижения потерь, т.к. в шкале мощностей трансформаторов мощность каждого последующего ТР больше мощности предыдущего примерно в 1,4 раза, и ТР после замены все равно работают с коэффициентом загрузки далеким от оптимального. Для получения ощутимого эффекта следует ввести в шкалу мощностей ТР дополнительные мощности. Литература 1. Определение и анализ потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем / М. И. Фурсанов - Мн. : УВИЦ при УП ―Белэнергосбережение‖, 2005. - 207 с.