CC BY
459
УДК 658.5.012.2
РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОКРАЩЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ФИЛИАЛЕ ОАО «МРСК ЦЕНТРА»-«ОРЕЛЭНЕРГО»
© 2015
М. В. Бородин, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение» Орловский государственный аграрный университет, Орел (Россия)
Ю. А. Волченков, заместитель директора по развитию и реализации услуг филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»
Филиал ОАО «МРСКЦентра»-«Орелэнерго», Орел (Россия)
А. В. Виноградов, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электроснабжение» Орловский государственный аграрный университет, Орел (Россия)
Аннотация. Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях является одним из наиболее трудоемких мероприятий. Это связано, прежде всего, с особенностями распределительных электрических сетей. Следует также отметить, что методы расчета режимов электрических сетей, уровней напряжения в узлах, потерь мощности и электроэнергии должны быть в максимальной степени адаптированы к имеющейся в условиях эксплуатации сетей схемных и режимных параметров. Поэтому разработка мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» является актуальной задачей.
В представленной статье произведена разработка мероприятий по сокращению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Определены и проанализированы фактические потери электроэнергии в 24-х районных электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Рассмотрена тенденция потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» и других филиалах ОАО «МРСК Центра». В ходе проведенного анализа наблюдается тенденция к снижению фактических потерь в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Снижение потерь электроэнергии обусловлено реализацией комплекса мер, направленных на снижение уровня потерь электроэнергии в целом. Проанализированы потери электроэнергии в филиалах ОАО «МРСК Центра». В них также наблюдается положительная тенденция по сокращению потерь электроэнергии.
В результате проведенного анализа разработаны мероприятия по снижению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» на 2014-2019 г. А также определены объемы снижения потерь электроэнергии при реализации предложенных мероприятий, они позволят сократить потери электроэнергии в размере 61,2224 млн кВт*ч, то есть около 3,6 %.
Ключевые слова: динамика сокращения потерь электроэнергии, мероприятия по снижению потерь электроэнергии, объем снижения потерь электроэнергии, потери электроэнергии, фактические потери электроэнергии.
Увеличение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях прежде всего вызвано: малыми сечениями проводов и высокой протяженностью (достигают 50 км) воздушных линий электропередач (ВЛ) 10 кВ, низкой загрузкой трансформаторов ТП 10/0,4 кВ, неоптимальными установившимися режимами в сетях по уровням напряжения, высокой погрешностью средств измерения электрической энергии, хищениями электроэнергии и недостатками в организации контроля за ее потреблением.
Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях является одним из наиболее трудоемких мероприятий. Это связано со следующими особенностями распределительных сетей:
- большим объемом обрабатываемой информации с одновременно низкой ее достоверностью;
- большой разветвленностью и протяженностью электрических сетей;
- динамикой изменения схемных и особенно режимных параметров электрических сетей;
- различным исполнением участков: пятипроводные (три фазы, нулевой и фонарный провод, четырехпроводные (три фазы и нуль), трехпроводные (две фазы и нуль), двухпроводные (одна фаза и нуль);
- неравномерностью загрузки фаз;
- неодинаковостью фазных напряжений на шинах питающей ТП и т. д.
5
Следует также отметить, что методы расчета режимов электрических сетей, уровней напряжения в узлах, потерь мощности и электроэнергии должны быть в максимальной степени адаптированы к имеющимся в условиях эксплуатации сетей схемным и режимным параметрам.
Поэтому разработка мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» является актуальной задачей.
Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на которых обосновывается автор; выделение не разрешенных раньше частей общей проблемы.
Из общей величины потерь электроэнергии в энергосистемах России порядка 80 % приходится на распределительные электрические сети 110 кВ и ниже. В отдельных сетевых компаниях фактические потери составляют 20 % и более, а в некоторых электросетевых предприятиях достигают 4050 %.
Согласно [1-6] структура технических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях имеет следующий вид: потери электроэнергии в трансформаторах составляют 25 %, потери в линиях электропередачи - 65 %, а остальные 10 % - потери в оборудовании сетей и подстанций (коронный разряд, собственные нужды подстанций, токоограничивающие реакторы, компенсирующие устройства, измерительные трансформаторы тока и напряжения).
Формирование целей статьи (постановка задания). Целью статьи является разработка мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Цен-тра»-«Орелэнерго». Для решения вышеуказанной цели необходимо определить фактические потери электроэнергии, проанализировать динамику сокращения потерь электроэнергии и разработать мероприятия по снижению потерь электроэнергии.
Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Для разработки мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» определим согласно [7, 8] фактические потери электроэнергии в 24-х районных электрических сетях (РЭС). Результаты фактических потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» представлены в таблице 1.
Согласно таблице 1 наблюдается тенденция к снижению фактических потерь в РЭС филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Этому способствовали мероприятия по обнаружению безучетного и бездоговорного потребления электроэнергии. В результате проведенных рейдов в 2013 году было выявлено более 290 случаев несанкционированного энергопотребления, в 2014 году - 429 случая, при этом сокращение потерь электроэнергии составило 3,5 миллиона кВт*ч, а за пять лет было выявлено более 1500 случаев несанкционированного потребления.
В свою очередь, отчётные потери филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» составили в 2009 г. - 13,15 %, 2010 г. - 13,13 %, 2011 г. - 12,71 %, 2012 г. - 11,93 %, 2013 г. - 11,52 %, 2014 г. (за 10 месяцев) - 9,51 %. Динамика сокращения потерь электроэнергии в натуральном выражении представлена на рисунке 1.
Потери, тыс. кВтч
320000.0
310000.0
300000.0
290000.0
280000.0
270000,0
2009 2010 2011 2012 2013
Рисунок 1 - Динамика сокращения потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»
Положительная динамика обусловлена реализацией комплекса мер, направленных на снижение уровня потерь электроэнергии в целом. В частности, снизить потери удалось благодаря:
- установке на энергообъектах и границах балансовой принадлежности высокоточных приборов учета;
- замене перегруженного оборудования подстанций на более мощное;
- оптимизации рабочего напряжения питающих центров;
- реконструкции подстанции 110/6 кВ «Западная»;
- реконструкции ВЛ-110 кВ «Стальной Конь»;
- реконструкции трансформаторных подстанций 110 кВ «Колпны», «Залегощь», «Нарышкин-
6
ская» и частичная реконструкция подстанций 110 кВ «Альшанская», «Химмаш», «Южная»;
- замене ВЛ на ВЛИ;
- увеличением количества проверок безучетного и бездоговорного потребления электроэнергии.
Также проанализирована динамика потерь электроэнергии в ОАО «МРСК Центра», представленная в таблице 2.
Результаты анализа показали, что тенденция сокращения потерь электроэнергии наблюдается во всех филиалах ОАО «МРСК Центра». Сокращение потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» в период с 2012-2013 гг.
составило 3,05 %, а в период с 2010-2013г. составило 11,01 %. Но потери электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» остаются на высоком уровне.
Для сохранения положительной тенденции снижения потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» с применением [9-20] разработаны мероприятия на 2014-2019гг., которые представлены в таблице 3.
Согласно [7] определены объемы снижения потерь электроэнергии при реализации предложенных мероприятий. Результаты расчетов представлены в таблице 4.
Таблица 1 - Фактические потери электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»
№ Наименование РЭС 2009, % 2010, 2011,% 2012,% 2013,% 2014 (10 месяцев),%
1 Урицкий РЭС 33,93 27,29 26,33 24,55 23,58 22,58
2 Дмитровский РЭС 41,83 41,86 41,95 37,04 30,11 27,80
3 Кромской РЭС 23,53 23,82 22,72 19,80 19,13 18,26
4 Шаблыкинский РЭС 23,25 19,44 20,25 19,23 18,21 17,73
5 Хотынецкий РЭС 31,04 32,23 26,50 24,65 22,08 21,91
6 Глазуновский РЭС 26,32 25,96 22,33 22,40 21,16 22,15
7 Свердловский РЭС 32,53 26,57 25,23 27,24 25,22 21,85
8 Малоархангельский РЭС 18,43 18,16 16,93 16,36 15,17 13,09
9 Троснянский РЭС 23,78 22,46 23,65 22,11 20,15 18,49
10 Сосковский РЭС 42,98 42,62 42,23 42,04 46,04 36,51
11 Орловский РЭС 42,30 41,12 39,93 31,51 26,71 25,85
12 Ливенский РЭС 32,41 31,36 29,60 26,13 22,34 23,35
13 Должанский РЭС 51,39 44,28 39,21 36,27 27,25 31,55
14 Колпнянский РЭС 35,23 37,97 36,09 30,90 26,27 22,38
15 Покровский РЭС 43,09 45,23 40,68 33,68 27,97 25,99
16 Верховский РЭС 34,67 34,64 33,57 32,65 26,55 26,03
17 Новодеревеньковский РЭС 36,03 32,69 29,12 25,26 25,45 23,76
18 Краснозоренский РЭС 30,05 33,10 29,29 19,85 17,45 14,13
19 Мценский РЭС 37,49 38,42 19,94 19,95 18,97 18,05
20 Залегощенский РЭС 37,28 32,42 33,13 30,22 25,79 26,34
21 Болховский РЭС 45,03 42,36 33,72 31,76 29,13 28,12
22 Новосильский РЭС 36,74 40,56 42,67 40,65 40,51 38,92
23 Знаменский РЭС 38,02 37,79 28,99 28,63 26,04 26,08
24 Корсаковский РЭС 17,42 15,83 19,18 19,42 20,46 18,16
7
Таблица 2 - Потери электроэнергии в ОАО «МРСК Центра» за 2010-2013 года, %
РСК/год 2010 год 2011 год 2012 год 2013 год
факт рейтинг факт рейтинг снижение -/ рост + к 2010 году динамика, % к % рейтинг факт рейтинг снижение -/ рост + к 2010 году динамика, % к % рейтинг факт рейтинг снижение -/ рост + к 2010 году динамика, % к % рейтинг снижение -/ рост + к 2010 году динамика за 3 года, % к %
Белгородэнерго 16,17 % 1 16,17 % 1 0,00 % 0,00 % 8 15,48 % 1 -0,69 % -4,27 % 7 14,33 % 1 -1,15 % -7,43 % 7 -1,84 % -11,38 %
Брянскэнерго 26,92 % 6 26,18 % 6 -0,74 % -2,75 % 5 26,30 % 8 0,12 % 0,46 % 10 24,31 % 9 -1,99 % -7,57 % 6 -2,61 % -9,70 %
Воронежэнерго 21,43 % 4 21,47 % 4 0,04 % 0,19 % 9 19,94 % 4 -1,53 % -7,13 % 3 18,10 % 4 -1,84 % -9,23 % 3 -3,33 % -15,54 %
Костромаэнерго 18,47 % 2 18,68 % 2 0,21 % 1,14 % 11 17,93 % 2 -0,75 % -4,01 % 8 17,77 % 3 -0,16 % -0,89 % 11 -0,70 % -3,79 %
Курскэнерго 16,81 % 16,03 % -0,78 % -4,64 % 21,42 % 6 5,39 % 33,62 % 11 19,62 % 6 -1,80 % -8,40 % 4 2,81 % 16,72 %
Липецкэнерго 29,93 % 7 23,33 % -6,60 % -22,05 % 21,96 % 7 -1,37 % -5,87 % 5 21,31 % 7 -0,65 % -2,96 % 10 -8,62 % -28,80 %
Орелэнерго 34,89 % 9 30,49 % 7 -4,40 % -12,61 % 2 26,93 % 9 -3,56 % -11,68 % 2 23,88 % 8 -3,05 % -11,33 % 1 -11,01 % -31,56 %
Смоленскэнерго 25,37 % 5 23,40 % 5 -1,97 % -7,77 % 3 20,43 % 5 -2,97 % -12,69 % 1 18,45 % 5 -1,98 % -9,69 % 2 -6,92 % -27,28 %
Тамбовэнерго 20,32 % 3 19,87 % 3 -0,45 % -2,21 % 6 18,46 % 3 -1,41 % -7,10 % 4 17,29 % 2 -1,17 % -6,34 % 8 -3,03 % -14,91 %
Тверьэнерго 35,07 % 10 34,51 % 9 -0,56 % -1,60 % 7 33,29 % 11 -1,22 % -3,54 % 9 30,66 % 11 -2,63 % -7,90 % 5 -4,41 % -12,57 %
Ярэнерго 33,21 % 8 33,33 % 8 0,12 % 0,36 % 10 31,54 % 10 -1,79 % -5,37 % 6 29,90 % 10 -1,64 % -5,20 % 9 -3,31 % -9,97 %
8
Таблица 3 - Мероприятия по снижению потерь электроэнергии
Организационные мероприятия Оптимизация мест размыкания линий электропередачи с двусторонним питанием
Оптимизация установившихся режимов электрических сетей
Оптимизация распределения нагрузки между подстанциями основной электрической сети за счет переключений в ее схеме
Оптимизация мест размыкания контуров электрических сетей
Оптимизация рабочих напряжений в центрах питания радиальных электрических сетей
Отключение в режимах малых нагрузок
Отключение трансформаторов на подстанциях с сезонной нагрузкой
Выравнивание нагрузок фаз в электросетях
Сокращение продолжительности ремонта
Снижение расхода электрической энергии на собственные нужды подстанций
Ввод в работу неиспользуемых средств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН)
Выполнение ремонтов под напряжением на воздушных линиях электропередачи
Выявление неучтенной электрической энергии в результате проведения рейдов
Технические мероприятия Установка и ввод в работу устройств компенсации реактивной мощности
Установка и ввод в работу шунтирующих реакторов
Замена перегруженных, установка и ввод в работу дополнительных силовых трансформаторов на эксплуатируемых подстанциях
Замена недогруженных силовых трансформаторов
Установка и ввод в работу устройств
Установка и ввод в работу на трансформаторах с РПН устройств автоматического регулирования коэффициента трансформации
Установка и ввод в работу устройств автоматического регулирования мощности БСК в электрических сетях
Установка и ввод в работу вольтодобавочных трансформаторов с поперечным регулированием
Оптимизация нагрузки электросетей за счет строительства
Перевод электрических сетей на более высокое номинальное напряжение
Установка и ввод в работу БСК для продольной компенсации
Модернизация оборудования собственных нужд на подстанциях
Замена провода. (Замена проводов на перегруженных линиях, замена ответвлений в жилые дома на СИП, замена существующих фидеров 0,4 на СИП в местах наибольших потерь)
Мероприятия по совершенствованию систем расчетного и технического учета электрической энергии. Организация равномерного снятия показаний электросчетчиков строго в установленные сроки по группам потребителей
Выделение цепей учета электрической энергии на отдельные обмотки трансформаторов тока.
Устранение недогрузки и перегрузки. (Устранение недогрузки и перегрузки цепей тока, устранение недогрузки и перегрузки цепей напряжения)
Установка электросчетчиков повышенных классов точности
Установка дополнительной аппаратуры. (Установка дополнительных электросчетчиков, установка дополнительных трансформаторов тока, Установка дополнительных трансформаторов напряжения)
Проведение проверок и обеспечение своевременности и правильности снятий показаний электросчетчиков
Установка электросчетчиков учета на границах балансовой и эксплуатационной ответственности
Составление и анализ небалансов электрической энергии по подстанциям и электростанциям
Компенсация индуктивной нагрузки трансформаторов напряжения
Установка на подстанциях с дежурным персоналом сигнализации о выходе из строя высоковольтных предохранителей трансформаторов напряжения
Развитие системы учета
Заключение энергосервисных контрактов
9
Таблица 4 - Планируемый объем снижения потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Цешра»-«Орелэнерго».
Наименование мероприятия Объем снижения потерь, млн кВт*ч
План
2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.
Организационные мероприятия 5,27 5,27 4,475 4,475 4,455
Мероприятия ремонтной программы 3,62 3,63 3,625 3,625 3,625
Программа технического перевооружения и реконструкции 0 0 0 0 0
Программа развития системы учета 1,64 1,64 0,850 0,850 0,830
Энергосервисный контракт 0 0 0 0 0
Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. В ОАО «МРСК Центра» наблюдается тенденция сокращения потерь электроэнергии во всех филиалах. Сокращение потерь электроэнергии в целом по ОАО за 3 года составило 13,52 %. Так же наблюдается положительная динамика сокращения потерь электроэнергии и в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Но потери электроэнергии остаются еще довольно большими. Разработанные мероприятия по снижению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» в период с 2014-2019 гг. позволят сократить потери электроэнергии в размере 61,2224 млн кВт*ч, то есть около 37,6 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Галыгина О. С., Заугольников В. Ф. О некоторых аспектах учета и потерь электроэнергии в предприятиях электросетей // Энергетик. 2004. № 5. С. 18-22.
2. Старцев А. П. Об анализе потерь электроэнергии // Электрические станции. 2002. № 12. С. 7-10.
3. Поспелов Г. Е., Сыч Н. М. Потери мощности и энергии в электрических сетях. М. : Энерго-издат, 1981. 216 с.
4. Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов. М. : НЦ ЭНАС, 2009. 456 с.
5. Воротницкий В. Э., Железко Ю. С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. М. : Энергоатомиздат, 1983. 368 с.
6. Галанов В. П., Галанов В. В. Влияние качества электроэнергии на уровень ее потерь в сетях // Электрические станции. 2001. № 5. С. 54-63.
7. Приказ Министерства энергетики РФ от 30.12.2008 г. № 326 «Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям».
8. Приказ Министерства энергетики РФ от 23 июля 2012 г. № 340 «Об утверждении перечня предоставляемой субъектами электроэнергетики информации, форм и порядка ее предоставления».
9. Потребич А. А. Эффективность выбора мероприятий по снижению потерь энергии в электрических сетях энергосистем // Электрические станции.2001. № 5. С.34-36.
10. Железко Ю. С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. М. : Энергатомиздат, 1989. 176 с.
11. Гура К. Ю. Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов // Энергосбережение. 2003. № 6. С. 66-70.
12. Гура К. Ю. Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов // Энергосбережение. 2004. № 1.С. 61-65.
13. Smekalov V. V., Dolin А. Р., Pershina N. F. Condition assessment and life time extension of power transformers // CIGRE, session 2002. С. 12-102.
14. Железко Ю. С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. М. : НУ ЭНАС, 2002. 280 с.
10
15. Железко Ю. С. Принципы нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях и программное обеспечение расчетов // Электрические станции. 2001. № 9. С. 33-38.
16. Железко Ю. С. Оценка потерь электроэнергии, обусловленных инструментальными погрешностями измерения // Электрические станции. 2001. № 8. С. 19-24.
17. Воротницкий В. Э., Загорский Я. Т., Апряткин В. Н. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических сетях // Электрические станции. 2000. № 5. С. 9-13.
18. Овчинников А. Потери электроэнергии в распределительных сетях 0,38-6 (10) кВ // Новости ЭлектроТехники. 2003. № 1. С. 15-17.
19. Попов Н. М. Электроснабжение. Рабочие режимы сетей 0,38-10кВ: учебное пособие. Кострома : КГСХА, 2010. 202 с.
20. Шпиганович А. Н. Внутризаводское электроснабжение и режимы: учебник. Липецк : ЛГТУ, 2007. 742 с.
© 2015
DEVELOPMENT OF MEASURES TO REDUCE ENERGY LOSSES IN THE BRANCHES OF JSC «IDGC OF CENTER»-«ORELENERGO»
M. V. Borodin, candidate of technical sciences, assistant professor of the chair Electricity Orel State Agrarian University, Orel (Russia)
Y. A. Volchenckov, Deputy Director of Development and Services, a branch of JSC «IDGC of Center»-«Orelenergo»
Branch of JSC «IDGC of Center »-«Orelenergo», Orel (Russia)
A. V. Vinogradov, candidate of technical sciences, Associate Professor, head of the chair Electricity
Orel State Agrarian University, Orel (Russia)
Annotation. Calculation of losses in electric networks is one of the most time-consuming activities. This is due, primarily, with the features of power distribution networks. It should also be noted that the techniques of the operating conditions of electrical networks, the voltage levels at the nodes, and the power loss of power should be maximally adapted to the existing conditions in the network circuit and operational parameters. Therefore, the development of measures to reduce losses in electric networks of the branch of OJSC «IDGC of Center»-«Orelenergo» is an urgent task.
In the present article the development of measures for co-abbreviated electricity losses in the branch of JSC «IDGC of Center»-«Orelenergo». Identify and analyze actual losses elec-tricity in 24 regional electric networks of the branch of OJSC «IDGC of Center»-«Orelenergo». The tendency of power losses in the branch of JSC «IDGC of Center»-«Orelenergo» and other branches of JSC «IDGC of Center». In the course of the analysis tends to reduce actual losses in the branch of JSC «IDGC of Center»-«Orelenergo». Reduction of electricity losses due to the implementation of measures aimed at reducing electricity losses in general. Analyzed power losses in the branches of JSC «IDGC of Center». They also observed a positive trend to reduce energy losses.
The analysis measures designed to reduce energy losses in the branch of JSC «IDGC of Center»-«Orelenergo» for 2014-2019. And also determine the amount of reduction of electricity losses in the implementation of the proposed measures, they will reduce electricity losses in the amount of 61, 2224 million kW * h, or about 3,6 %.
Keywords: electric power losses, measures to reduce losses in power, the actual loss of power, the dynamics of contraction-tion of power losses, reducing the amount of electricity losses.
11
