Нормирование утрат электричества в трёхфазных электросетях

RATIONING OF ELECTRICITY LOSSES IN THREE-PHASE POWER GRIDS

Rustem Sabriyev

Undergraduate Crimean Engineering and Pedagogical University named after Fevzi Yakubov, Russia, Simferopol

Аннотация. Проблема расчета потерь электроэнергии волнует энергетиков уже очень долго. Потери электроэнергии в электрических сетях являются экономическим показателем состояния сетей. По мнению экспертов в области энергетики относительные потери электроэнергии при ее передаче в электрических сетях не должны превышать 10%. эти потери электроэнергии считаются максимально допустимыми.

Abstract. The problem of calculating losses of electricity excites the energy for a long time. Energy losses in electric networks are an economic indicator of the health of networks. According to experts in the field of energy relative losses of electricity during transmission in electrical networks should not exceed 10%. and these energy losses are considered the maximum allowable.

Ключевые слова: электрика, электрические сети, потери, энергетика, нормирование.

Keywords: electrics, electrical networks, losses, energy, rationing.

Постановка проблемы. Затраты на производство и транспорт электроэнергии включают в себя стоимость электроэнергии, расходуемой на её передачу по электрическим сетям (технологические потери). При установлении тарифа на электроэнергию региональные службы по тарифам (РСТ) анализируют обоснованность потерь, включаемых в тариф. В энергоснабжающих организациях существуют резервы снижения потерь, и включение в тариф их фактических значений не стимулирует проведение экономически обоснованных мероприятий по их снижению. В связи с этим возникает задача определения потерь, включение которых в тариф обоснованно (норматива технологических потерь). Сверхнормативные потери должны покрываться за счёт прибыли энергоснабжающих организаций.

Цель статьи – Нормирование потерь служит организационным инструментом стимулирования энергоснабжающих организаций к проведению экономически обоснованных мероприятий по снижению потерь с целью снижения темпов роста тарифов на электроэнергию.

Изложение основного материала.

Одно из важных направлений энергосбережения является снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. На основании уровня потерь электроэнергии можно сделать выводы о необходимости и объеме внедрения энергосберегающих мероприятий.

Это связано со снижением платежеспособности значительной части потребителей, с ростом хищений электроэнергии, обострением проблем из-за несовершенства традиционной системы учета электроэнергии и т. д.

В связи с развитием рыночных отношений в стране значимость проблемы потерь электроэнергии существенно возросла. В течение всего периода с 1991 г суммарные потери в энергосистемах России росли и в абсолютном значении, и в процентах отпуска электроэнергии в сеть.

По статистическим данным фактические потери электроэнергии 80-х годов ХХ века в сетях бывшего Минэнерго СССР составляли 9,2 %, а в 2003 году они достигли максимального уровня – 13,15 %.

Потери электроэнергии в странах США, Западной Европы, в Японии находятся в диапазоне 4,0 –8,9 %. Несколько выше –9,8–11,0 % – в Канаде и Новой Зеландии, а также в большинстве стран Африки.

В связи со сложностью расчета потерь и наличием существенных погрешностей, в последнее время особое внимание уделяется разработке методик нормирования потерь электроэнергии. Существуют несколько методов расчета нормативных (технологических) потерь при транспортировке электроэнергии:

1) оперативных расчетов;

2) расчетных суток;

3) средних нагрузок;

4) числа часов наибольших потерь мощности;

5) оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети. Методы расположены в порядке снижения точности расчета.

Потери мощности в сети рассчитываются в зависимости от объема имеющейся информации о схемах и нагрузках сетей.

При передаче электрической энергии в каждом элементе электрической сети возникают потери. Для изучения составляющих потерь в различных элементах сети выполняется анализ структуры потерь электроэнергии.

Фактические потери электроэнергии W_ФАКТ включают в себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, расход электроэнергии на работу оборудования, установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии, погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета и, наконец, хищения электроэнергии, неоплату или неполную оплату показаний счетчиков и т.п.

Фактические потери электроэнергии их можно разделить на  составляющие.

Разделение потерь на составляющие может проводиться по разным критериям: характеру потерь (постоянные, переменные), классам напряжения, группам элементов, производственным подразделениями и т.д. Учитывая физическую природу и специфику методов определения количественных значений фактических потерь, они могут быть разделены на четыре составляющие

1) технические потери электроэнергии W_Т, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям.

2) расход  электроэнергии  на  собственные  нужды  подстанций W_СН, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала, определяемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах собственных нужд подстанций;

3) потери электроэнергии, обусловленные инструментальными погрешностямиих измерения (инструментальные потери) W_Изм;

4) коммерческие потери W_К, обусловленные хищениями электроэнергии, несоответствием показаний счетчиков оплате за электроэнергию бытовыми потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии [4].

Технические потери электроэнергии состоят из условно-постоянных и нагрузочных (переменных) потерь электроэнергии. Условно-постоянные потери - часть технических потерь в электрических сетях не зависящая от передаваемой мощности. Нагрузочные потери - потери в линиях, силовых трансформаторах и токоограничивающих реакторах, зависящие от передаваемой нагрузки.

Данный вид работ определен Приказом Минпромэнерго РФ от 01.11.2007 № 470 (Об утверждении административного регламента Министерства промышленности и энергетики РФ по исполнению государственных функций по утверждению нормативов технологических потерь электрической энергии при ее передаче по эл. сетям) [3].

Энергоснабжающие организации должны обосновывать уровень потерь электроэнергии, который они считают целесообразным включить в тариф.

В ходе обследования электрических сетей должен проводиться анализ:

• отчетных данных по балансам и потерям электроэнергии в электрических сетях, результатов расчетов технических и коммерческих потерь электроэнергии, программного обеспечения этих расчетов;
• систем коммерческого и технического учета электроэнергии;
• организации управления сбытом электроэнергии;
• режимов работы электрических сетей и качества электрической энергии;
• технического состояния основного оборудования электрических сетей;
• мероприятий по снижению потерь и повышению качества электроэнергии и их эффективности.

Мероприятия по снижению потерь электрической энергии в городских электрических сетях г.Симферополь.

Распределительные сети 0,38 / 6 / 10 кВ ОАО «МГЭС» характеризуются значительной долей потерь электроэнергии в суммарных потерях по всей цепи передачи электроэнергии от источников до электроприемников. Это обусловлено большим количеством элементов, разветвленностью схем, недостаточной обеспеченностью приборами учета, относительно малой загрузкой элементов и т.п.

Технические потери в электрических сетях г. Симферополь рассчитываются по двум диапазонам напряжения:

• среднего напряжения 6 - 10 кВ;
• низкого напряжения 0,38 кВ.

Снижение потерь электроэнергии при передаче и распределении является актуальной задачей энергоснабжающих организаций и одним из основных направлений энергосбережения.

По этому признаку все мероприятия по снижению потерь (МПС) могут быть условно разделены на три группы:

• организационные, к которым относятся МПС по совершенствованию эксплуатационного обслуживания электрических сетей и оптимизации их схем и режимов (малозатратные и беззатратные МПС);
• технические, к которым относятся мероприятия по реконструкции, модернизации и строительству сетей (МПС, требующие капитальных затрат);
• мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии, которые могут быть как беззатратные, так и требующих дополнительных затрат (при организации новых точек учета).

К организационным мероприятиям могут относиться:

• определение (выбор) точек оптимального деления сети 6-10кВ;
• уменьшение времени нахождения линии в отключенном положении при выполнении технического обслуживания и ремонта оборудования и линий;
• снижение несимметрии (неравномерности) загрузки фаз;
• рациональная загрузка силовых трансформаторов.

К приоритетным техническим мероприятиям в распределительных сетях 10 (6)-0,4 кВ относятся:

• в проектах предусматривающих при реконструкции перевод действующих сетей 6 кВ на повышенное напряжение 10 кВ рекомендуется использовать установленное оборудование при соответствии его характеристик повышенному напряжению;
• сокращение радиуса действия и строительство ВЛ-0,4 кВ в трехфазном исполнении по всей длине;
• применение столбовых трансформаторов (10 (6)/0,4 кВ) малой мощности для сокращения протяженности сетей напряжением 0,4 кВ;
• перевод сетей низкого напряжения с 220 В на 380 В;
• применение самонесущих изолированных и защищенных проводов для ВЛ напряжением 0,4-10 кВ;
• использование максимально допустимого сечения проводов в электрических сетях напряжением 0,4-10 кВ с целью адаптации их пропускной способности к росту нагрузок в течение всего срока службы:
• усиление элементов действующей сети путем прокладки новых линий или замене проводов и кабелей на большие сечения;
• проведение работы по компенсации реактивных нагрузок;
• поддержание значений показателей качества электроэнергии в соответствии с требованием ГОСТ 13109-97 [6].
• внедрение устройств автоматического регулирования напряжения под нагрузкой, вольтдобавочных трансформаторов, средств встроенного регулирования напряжения;

• внедрение нового экономического электрооборудования, в частности, трансформаторов с уменьшенными активными и реактивными потерями холостого хода, установка конденсаторных батарей встроенных в КТП. комплексная автоматизация и телемеханизация электрических сетей, применение коммутационных аппаратов нового поколения;
• применение средств дистанционного определения мест повреждения в электрических сетях для сокращения времени поиска и ликвидации аварий.

В состав мероприятий по совершенствованию учета следует предусматривать:

• применение приборов учета (электросчетчики, измерительные трансформаторы) более высокого класса точности измерения;
• осуществление мер по предупреждению несанкционированного доступа к клеммам средств измерений;
• внедрение автоматизированных систем учета, сбора и передачи информации;
• проведение организационных и технических мероприятий по предупреждению выявления и устранению безучетного потребления электрической энергии.