Основные причины аварийных отключений в сетях 6-10 кВ
Распределительные электрические сети напряжением 6-10 кВ - это одно из старейших технологических решений в России. Многие линии имеют почтенный возраст и многоэтапную историю модернизаций. Несмотря на планируемое снижение доли таких ВЛ в общем электросетевом хозяйстве страны, протяженность ВЛ среднего напряжения исчисляется тысячами километров. Распространены случаи, когда протяженность ВЛ превышает нормативные значения. Все это не способствует увеличению надежности электросетевой инфраструктуры.
По имеющимся данным в России длительность отключения подачи электроэнергии составляет от 70 до 100 часов в год [1]. Этот показатель превышает аналогичный в западных странах практически в 2 раза [1]. По сведениям специалистов, на каждые 100 км воздушных линий электрических сетей ежегодно регистрируются до 26 отключений [1]. В этой статье рассматриваются основные причины аварийных возникновения отключений высоковольтных линий электропередач 6-10 кВ.
Рис.1. Высоковольтные линии электропередач (ВЛ) 10 кВ
Системы и устройства автоматизации в сетях 6-10 кВ
Воздушные линии выполнены по большей части с использованием сталеалюминиевых и алюминиевых проводов, опор из железобетона или дерева. На сегодняшний день в сетях напряжением 6-10 кВ применяются следующие системы и устройства автоматизации:
- устройства повторного включения;
- аппараты включения резервного питания;
- устройства секционирования;
- аппараты управления и сигнализации.
Линии электропередач объединяются в разветвленной сети через пункт автоматического включения резерва. При нагрузке сети от 10 до 100 кВА используются подстанции столбового исполнения, которые устанавливаются на опоре. При нагрузках от 160 кВА чаще всего применяются подстанции закрытого или киоскового исполнения. В электрических сетях 6-10 кВ предусмотрена установка наружных вакуумных выключателей, предохранителей-разъединителей.
Рис. 2. Трансформаторная подстанция закрытого типа
Неисправности в системах контроля автоматизированных систем
Автоматизированные средства телеуправления и телесигнализации предоставляют возможность производить контроль за корректностью работы установленных устройств повторного включения, аппаратов включения резервного питания, автоматизированных устройств секционирования. Однако при внедрении подобного функционала в существующую инфраструктуру ВЛ среднего напряжения возникают определенные проблемы. Выделим основные:
- искажение получаемых данных из-за воздействия неблагоприятных метеорологических условий;
- необходимость использования специального кодирующего и декодирующего оборудования;
- необходимость инвестирования значительных средств в процесс внедрения технологии и эксплуатацию подобных систем.
Рис. 3. Модернизация ВЛ среднего напряжения
Причины отключения линий электропередач
По сведениям электросетевых компаний, на сегодняшний день в России эксплуатируются воздушные линии электропередач общей протяженностью более 1,1 миллиона км. В европейской части страны воздушные линии в большинстве своем выполнены из проводов марки АС, имеющих сечение 35 -70 кв. мм. До 60% линий были запущены в эксплуатацию до 1975 года. Большинство этих электросетей исчерпали свой нормативный эксплуатационный ресурс.
Рис. 3. Рекомендуемые расстояния между опор ВЛ
Новые воздушные линии электропередач вводятся в эксплуатацию в недостаточном объеме. Вместе с этим, с ростом числа потребителей применяется, как вынужденная мера, превышение дистанции между опорными столбами. Превышение достигает два и более раз [1].
Перечисленные факторы приводят к увеличению количества отключений в электросетях, снижают качество и надежность линий. Анализ зарегистрированных аварийных отключений показывает, что в большинстве своем превалируют именно устойчивые отключения. Этот параметр продолжает показывать стабильный рост особенно в сельской местности.
Увеличивающееся количество отключений существенно сказывается на эффективности работы подключенных устройств автоматического повторного включения (АПВ). Стоит отметить, что устройства АПВ установлены далеко не на всех выключателях. Это объясняется тем, что зачастую используются приводы устаревших моделей.
Основные причины аварий, приводящих к отключению воздушных линий напряжением 6-10 кВ:
- обрыв провода;
- механическое повреждение опор и изоляторов;
- физический износ материалов и оборудования;
- замыкание на землю;
- срабатывание предохранителей в трансформаторных подстанциях;
- воздействие природных осадков и факторов;
- срабатывание релейной защиты
- другие посторонние воздействия.
Согласно статистическим данным, наиболее частыми причинами отключения подачи электричества являются срабатывание систем РЗА, негативное воздействие природных явлений (резкие порывы ветра, образование наледи и снежного покрова на проводах.
Несмотря на то, что электросетевые компании местами проводят реконструкционные работы и модернизацию существующих сетей, количество отключений существенно больше, чем в западных странах. Кроме этого, в распределительных сетях напряжением 6-10 кВ увеличились потери электроэнергии. Для исправления ситуации необходимо увеличить объем капитальных затрат на реконструкцию существующей инфраструктуры.
Пути повышения эффективности воздушных линий среднего напряжения
В среднесрочной перспективе эффективными станут ВЛ с низким уровнем потерь и высокой пропускной способностью при высокой же протяженности линии. Для повышения эффективности существующих и вновь вводимых воздушных линий у операторов сетей есть ряд возможностей:
- проведение регулярного технического аудита и диагностики технического состояния существующей инфраструктуры;
- разработка сбалансированной программы развития распределительных электросетей на ближайшие годы;
- проведение модернизации и замена элементов инфраструктуры, чей нормативный срок эксплуатации превышен;
- применение защищенных проводов в сельской местности и лесопарковой зоне;
- обеспечение адаптивности сетей к увеличению электрических нагрузок, внедрению новых технологий и автоматизации электросетей.
Заключение
На электросетях 6-10 кВ особенно в сельской местности не предусмотрены резервные маршруты подключения потребителей. Кроме этого на большой территории страны ВЛ работают в тяжелых климатических условиях и ограниченной транспортной доступности. Все это усложняет поиск и обнаружение мест повреждения сети и увеличивает период восстановления энергоснабжения потребителей.
Сложные условия эксплуатации вместе с относительно небольшой общей транспортируемой мощностью создают неблагоприятную рыночную конъюнктуру для потребителей сельских электросетей, которая выражается в монопольно высокой цене на электроэнергию. Поэтапная реализация приведенных в статье путей повышения эффективности ВЛ среднего напряжения является залогом предупреждение аварий в сетях 6-10 кв.
[1] Астахов С.М., Беликов Р.П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования распределительных сетей в агропромышленном комплексе // Теоретический и научно-практический журнал «Вестник ОрелГАУ». 2011. Т. 29, № 2. С. 106-108
Если вам нужна профессиональная консультация по дагностике электрооборудования, просто заполни форму:
Смотрите также:
