Развитие электрических сетей 6-10 кВ в России

Протяженность электрических сетей, с номинальным напряжением 6-10 кВ, на территории РФ составляет не более 40% от длины линий электропередач с напряжением 110 кВ, но на них происходит 80% аварий и КЗ. При этом более 70% основных фондов (сети и оборудование распределения и управления) морально и физически изношены (средний срок эксплуатации 25-30 лет), что приводит к потерям электроэнергии порядка 12-15% и низкому качеству поставок электричества потребителю, которое, в свою очередь, несет убытки от неполадок на линиях электропередач.

Образование

РАО «ЕЭС» образована в 1992 году. В результате приватизации Единая Система была разделена на категории — генерирующие компании, оптовые поставщики и электрораспределяющие компании. Если первые две категории быстро попали под контроль федерального антимонопольного агентства (ФАС) и были вынуждены представлять обоснование стоимости услуг, то распределяющие компании «плодились, как кролики» и не попадали под контроль ФАС. В результате к 1998-му году существовало около 40 оптовых поставщиков и более 400 распределительных компаний, которые «брали» свою маржу, не подлежащую ограничениям. Индекс цены на электроэнергию за период 1998-2009 г. равен 6.

Реорганизация РАО «ЕЭС» началась в 2008 году после аварии 25 мая 2005 года в Москве, а настоятельная необходимость подтверждена аварией на Саяно-Шушенской ГЭС. В результате чего образовано 7 объединенных энергосистем и более 120 распределительных компаний по территориальному признаку, работающих с линиями снабжения и распределения (типа ПАО "Россети" с численностью персонала 216 тыс. чел. или ОАО "Тываэнерго" — 700 чел.). Количество дочерних и связанных организаций не определено.

Цели развития

Задачи, которые необходимо решать в ходе модернизации линий электропередач и сопутствующего оборудования:

• необходимость сокращение потерь до европейского уровня в 5-7%, что позволит не создавать новые генерирующие мощности в размере порядка 80 млрд. кВт*ч. в год (примерно 40 гидроэлектростанций типа Саяно-Шушенской);
• снижение показателей моральной и физической изношенности оборудования управления сетями и построение новых сетей с применением новых технологий и материалов;
• экономически обоснованное повышение производительности сетей за счет снижения количества аварийных ситуаций и увеличение пропускной способности сетей;
• доведение сроков технической (заявленной производителем оборудования) эксплуатации сетей и оборудования до 25 лет;
• развитие информационной и телекоммуникационной инфраструктуры управления, что позволит эффективно распределять потоки электроэнергии между распределительными сетями и внутри них.

Для решения поставленных задач на уровне правительства разработана программа модернизации и развития электрических сетей. Для создания региональных программ разработано «Положение о единой технической политике в распределительном электросетевом комплексе», утвержденное в 2006 г. и утвержденное к исполнению руководством ОАО РАО «ЕЭС России» и ОАО «ФСК ЕЭС», для дочерних и зависимых организаций в срок до 2020 года.

Программой определены следующие основные направления:

• техническая модернизация — опоры, провода, кабели и устройства защиты, управления и коммуникации;
• модернизация потребительских систем управления и включение их в состав сетевой схемы управления;
• организационно-техническое — построение сетевой схемы управления потоками через укрупнение или взаимосвязь локальных распределяющих компаний, единообразие методик расчетов схем распределения и стандартизация оборудования.

Количественные параметры модернизируемых систем определяются на основании прогнозов развития территорий, что является сложной организационно-технической задачей, которая потребует планирования и согласования на уровне регионов.

Техническая модернизация

Производители технических средств для электрических сетей предоставляют ряд новшеств, которые позволяют решать задачи развития на качественно новом уровне.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена должны заменить кабельную продукцию с бумажной пропитанной изоляцией, т.к. они имеют:

• рабочую температуру 90° С против 70° С у «бумаги», что позволяет увеличить номинальный ток на 30%;
• низкие диэлектрические потери (более 8-ми раз ниже);
• высокую термическую стойкость при КЗ;
• возможность прокладки без учета перепада уровня высот и с малыми радиусами изгиба.

Самонесущие провода с изоляцией из сшитого полиэтилена позволяют получить целый ряд технических и эксплуатационных преимуществ. Для примера, в Европе самонесущие провода применяются на 70% линий, в США — около 80%, в Китае — более 95%, а в России не более 40%.

Реклоузер с вакуумным выключателем с электронным или микропроцессорным блоком управления является безальтернативным устройством, т.к. позволяет реализовать направления развития, связанные с защитой, управлением сетями и коммуникации между элементами сети.

Модернизация сетей потребителя

Сеть потребителя с напряжением 6-10 кВ начинается с переключателя на ответвлении. Лучше всего для этой цели походит реклоузер с датчиками на стороне поставщика и потребителя. Блок управления на базе микропроцессора и двухсторонней защитой является гарантией надежности системы. Беспроводной способ передачи данных позволяет задействовать сеть потребителя в сети поставщика, а в случае наличия собственной генерации отдавать излишки энергии в общую сеть. Следует использовать провода или кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Построение сетевой схемы защиты и управления

Создание сетевой структуры защиты и управления сетями на основе микропроцессоров является актуальной задачей, решение которой позволяет:

• увеличить надежность всего куста;
• оперативно управлять сетью в режиме реального времени;
• получать объективные данные о состоянии сети;
• организовать переключение между смежными сетями для перераспределения нагрузки и стабилизации напряжения;
• организовать централизованное управление, защиту сетей и учет электроэнергии по всем параметрам.

Сложность создания информационно-управляющих систем связана с отсутствием нормативной базы на технические устройства и схемы организации сети для конкретных эксплуатантов.

Для полноценной работы сети потребителя или поставщика необходимо проводить весь комплекс технической модернизации и разработку схем защиты и управления. Одна из проблем — отсутствие планов энергетического развития территории. Форма существования частной собственности не предусматривает публикацию планов развития производств или жилищного строительства, что приводит к недостаточным или избыточным мощностям сети. Решением этой проблемы является создание возможности автоматизированного подключения сетей, которые принадлежат другому владельцу. Организация таких условий должна стимулироваться и контролироваться государством на уровне объединенных энергетических компаний.

Заключение

Задачи, поставленные перед энергетиками России, вполне решаемы на техническом и организационном уровне. Большой вопрос вызывает источник финансирования, основой которого должны быть средства самих энергетиков. Но «золотые» годы в прошлом, а сегодня цены регулируются государством и региональными администрациями достаточно жестко, вплоть до цены подключения.

По данным Федеральной сетевой компании (ПАО «ФСК ЕЭС») на 2012 год количество единиц оборудования, которое можно задействовать в системе Единой технологической сети связи электроэнергетики (ЕТССЭ) составляет 15% к общему числу, что не позволяет говорить о существовании сетевой схемы защиты и управления сетями. Но и эти 15% задействованы в линиях с напряжением свыше 110 кВ.

При дефиците значительных оборотных средств перспектива выполнения программы модернизации распределительных сетей с номинальным напряжением 6-10 кВ до 2020 года в приемлемом объеме весьма туманна. Проще говоря, на масштабную модернизацию у распределяющих компаний собственных оборотных средств недостаточно, а сроки поджимают.