Мы в социальных сетях   
Главная
Новости
О нас
Журнал
Деловая программа
Подписка
Контакты
Рекламодателям
Вопрос-ответ
Партнеры
Журнал
Анонс мероприятий
Реклама


Актуальные проблемы надежности и качества электроснабжения электроустановок зданий и сооружений

Содержание номера, В номере
 
Г.Н. Яковлев,
Эксперт. Руководитель секции «Электроустановки зданий и сооружений» при Комитете ГД по энергетике

В начале 19 века были открыты законы трехфазного электромагнитного вращающегося поля в электрических машинах, которые предопределили развитие трехфазного переменного тока как приоритетного направления развития электротехники: генерация — передача — потребление.

Заслуги трехфазного тока в развитии промышленности бесспорны. В общем объеме потребления электроэнергии однофазная нагрузка в 60-е годы составляла проценты от общего объема потребления электроэнергии, что не могло существенно влиять на потери электроэнергии. Тем более, что однофазная являлась чисто активной нагрузкой.

Нормативная и техническая литература описывает все расчеты нагрузок и потерь электроэнергии для симметричных и линейных режимов работы элементов электроснабжения предприятий, зданий и сооружений. Но в настоящее время реальные электротехнические соотношения токов и напряжений резко отличаются от классического режима линейной трехфазной электроустановки и представляют собою полный спектр гармонических составляющих токов и напряжений до 40-й гармоники и выше. Это относится и к несимметричному протеканию токов в линиях.

По данным исследований французских инженеров-электриков, потери в трансформаторах при протекании несинусоидальных и несимметричных токов возрастают до 20% сверх нормативных значений, что приводит к снижению пропускной способности силовых трансформаторов до 30%.

Проблема не ограничивается только силовыми трансформаторами. В кабельных и воздушных линиях также появились потери от поперечных сил взаимодействия фазных проводников при протекании несимметричных токов. Из тех же источников известно, что при токах с коэффициентами искажения до 50% действующие значения тока возрастают до 15%, а потери на нагрев в элементах сети до 23%. При коэффициенте искажения 100% — действующее значение тока возрастает до 40%, а джоулевые потери (на нагрев) — до 100%(!)

Таким образом, одной из причин роста потерь электроэнергии является развитие нелинейного, в подавляющем большинстве, однофазного потребителя электроэнергии. В основном это городской потребитель с преобразовательной техникой — дома, офисы, учреждения образования, культуры, управления, торговля, малый бизнес и пр.

Сегодня в электрической сети потребителя столицы доля однофазной нелинейной нагрузки составляет до 70%. Для электроснабжения такой однофазной нагрузки применение трехфазных трансформаторов и трехфазных линий электропередач приводит к резкому росту потерь электроэнергии в элементах схемы электроснабжения: силовых трансформаторах, линиях электропередач, во внутридомовых сетях. Кроме того, это приводит также к повышению износа оборудования, сокращению срока службы оборудования и снижению уровня электробезопасности.

В разных странах эти проблемы решаются по-разному. Это и ограничение ввоза в страну приемников электроэнергии, искажающих рабочие токи (это характерно для бытовой, офисной техники, энергосберегающих светильников), фильтрацией токов потребителей электроэнергии, применением однофазных трансформаторов (заземленная нейтраль в сетях 6-20 кВ), симметрированием нагрузок в линиях и трансформаторах, финансовыми санкциями за внесение искажения в общую сеть электроснабжения, компенсацией реактивной мощности и т.п.

В странах Северной Америки, Индокитае, Европе сети среднего напряжения 6-20 кВ работают с заземленной нейтралью, что позволяет для электроснабжения однофазной нагрузки широко применять однофазные трансформаторы. Одновременно ведется строгий контроль за искажением рабочего тока. При этом следует помнить о том, что измерительная техника, прежде всего, счетчики, трансформаторы тока и напряжения выпускаются также на частоту 50 герц.

В США для любого уровня напряжения искажения тока допускается до 5%. При искажениях до 10% наступают финансовые штрафы через тариф на электроэнергию, при искажениях тока свыше 10% штраф увеличивается кратно. В США фактические и нормативные потери в сетях составляют 5-7%.

В России в жилых домах фактическое искажение формы тока достигает 30% и более. Встречаются потребители электроэнергии с искажением тока до 90%, при этом расчетные потери в сети составляют 9-12%, а фактичес­кие выше, возможно, и в разы.

Для сокращения потерь электроэнергии нужен строгий контроль за потребителями электроэнергии, включая офисно-бытовую технику с тем, чтобы рабочий ток имел максимальную форму синусоиды. Все это требует уточнения и расширения нормативной базы в виде стандартов, регламентирующих требования к показателям качества электроэнергии ввозимой электротехнической продукции и оборудования как бытового, так и производственного назначения.

Также необходимо активно внедрять схемы локализации потребления электроэнергии за счет малой энергетики гидроресурсов, нетрадиционных источников: энергии солнца, ветра, биотоплива, а также переход на постоянный ток в системах освещения улиц городов и поселков с применением накопителей электроэнергии с комбинированной схемой электроснабжения. Эти схемы более надежны и живучи из-за отсутствия протяженных линий и центров питания. Современные технологии позволяют накапливать электроэнергию в так называемых накопителях электроэнергии постоянного тока до 100 МВт/час и более.

На сегодняшний день очевидно, что нормативно-правовая база в электроэнергетике отстает от событий, которые в ней происходят.

Многие присутствующие противоречия на рынке электроэнергетики возникли, в том числе и из Федерального закона № 261-ФЗ. Например, при снижении потребления электроэнергии за счет применения энергоэффективных мероприятий у потребителя, снижаются доходы генерирующих компаний, электросетевого предприятия и энергосбытовой компании ровно на столько, на сколько достигнуто снижение потребления электроэнергии у потребителя.

Сбытовым компаниям это не выгодно. На границе балансовой принадлежности электрохозяйства интересы сторон противоположные. Сбытовые компании не готовы к снижению достигнутых финансово-экономических показателей. Снижение потребления электроэнергии по итогам энергетического обследования происходит достаточно быстро, а выход на нового потребителя с подключением его к электрическим сетям, вводом в эксплуатацию — процесс долгий. В связи с этим компенсации сбытовым компаниям практически достигнуть не удается. Это также является одной из причин роста тарифов на электроэнергию.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» практически не дает систему оценки норм качества электроэнергии в электроустановках зданий и в электроэнергетике в целом.

Определение электрической энергии: «Электрическая энергия — энергия электромагнитного поля, поступающая в нагрузку (приемник Э.Э.) за промежуток времени от t1 до t2»*. Единица измерения электроэнергии — кВт-час. Обозначение — W.

В показателях качества электроэнергии в п. 5 указанного ГОСТ 13109-97 из восьми нормативных показателей семь относятся к напряжению и одно требование — к частоте. Таким образом, по ГОСТ 131090-97 оценить нормы качества электроэнергии невозможно, потому что электроэнергия без тока не существует. По этой же причине не работает ст. 541 «Качество электроэнергии Гражданского кодекса Российской Федерации».

По ГОСТ 13109-97 электроэнергия соответствует требованиям показателей качества, но в самом стандарте нет показателей качества электроэнергии.

Содержание стандарта и название явно конфликтуют. Оценка электроэнергии по показателям качества только через напряжение приводит к ложным выводам и к безудержному росту потерь электроэнергии как при ее потреблении, так и ее транспортировке. Следствием этого является рост тарифов на электроэнергию. Следует помнить: электроэнергия — это ток с напряжением и одновременное взаимодействие переменных электрического и магнитного полей.

На сегодняшний день при достаточно больших искажениях рабочего тока, достигающих до 80%, оценить нормы качества электроэнергии практически невозможно по причине их отсутствия. Действующие стандарты ГОСТ Р 53333-2008, ГОСТ Р 51317.4.30-2008, ГОСТ Р 51317.4.7-2008 еще больше запутывают ситуацию с оценкой состояния норм показателей качества электрической энергии на отечественном рынке.

Затягивание решения проблем по установлению норм показателей качества электроэнергии может привести к тому, что ровно половина выработанной электроэнергии будет расходоваться на покрытие потерь при ее транспортировке и потреблении.

Учитывая мировую практику, электроснабжение электроустановок низкоэтажного строительства необходимо поэтапно выводить на электрические сети 10-20 кВ с заземленной нейтралью. Дальнейшие объяснения того, что в России сети 6-20 кВ традиционно работают с изолированной нейтралью.

Нет и анализа работы силовых трансформаторов с 11-й группой соединения обмоток при несимметричных и несинусоидальных токах. Какой величины и какой формы течет циркуляционный ток в треугольнике трансформатора, практически неизвестно. Возникновение его — это следствие пренебрежения показателями качества электроэнергии в электроустановках потребителей. Циркуляционный ток является индикатором роста потерь электроэнергии, неблагополучия в электроэнергетике в целом. В Москве таких трансформаторов более 50 тысяч единиц. А сколько в целом по стране — остается под вопросом.

Для перехода на заземление нейтрали сетей 6-20 кВ нужно пройти через пилотные проекты, чтобы разработать нормативную документацию и технологические линии для производства оборудования и монтажные технологии.

Из вышеприведенного можно сделать выводы, что:
- для определения качества электроэнергии необходимо определиться с состоянием нормативной базы, возможно, с выходом на комплекс стандартов;
- для рассмотрения режима работы нейтрали в сетях 6-20 кВ необходимо в рамках общероссийского технического семинара с участием специалистов, инженеров и ученых провести широкое обсуждение актуальности этой темы, а также ряд технических семинаров по принципиально новым техническим решениям по определению фактических потерь электроэнергии и разработке эффективных мер по их снижению;
- для развития электроэнергетики, прежде всего, для малых городов и поселений разработать как приоритетное направление принципиальные подходы по организации локализации выработки и потребления электроэнергии с применением нетрадиционных источников электроэнергии.

_______
* Электротехническая энциклопедия, том 4, Москва: Издательский дом МЭИ, 2010.

 
   
 
 
   
 
 
Уважаемый посетитель, Вы вошли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 
 
Другие новости по теме:
 
   
 
  • «МРСК Центра» разработала проекты развития сетевой электроэнергетики и высо ...
  • Потребление электроэнергии в ЕЭС России в ноябре 2011 года увеличилось на 4 ...
  • Энергосберегающий эффект в сетях «Астраханьэнерго» составил свыше 7 млн. кВ ...
  • Потребление электроэнергии в ЕЭС России растёт
  • Потребление электроэнергии в ЕЭС России в 2010 году на 4,4% превысило анало ...
  •  
         
     
    Личный кабинет
    Логин
    Пароль
    Новый номер
    Новый номер журнала Вышел из печати журнал
    № 2 за 2016 год

    Вниманию читателей и партнеров!
    В адрес Редакции журнала «Энергоэффективность, энергобезопасность, энергонадзор» в последнее время поступают от читателей и друзей нашего издания обращения по поводу разъяснения информационного письма Ростехнадзора от 02 октября 2014 г. № 20336-11 о журнале «ЭНЕРГОНАДЗОР».

    Письмо Ростехнадзора: Pismo-Rostehnadzora.rar [2,5 Mb]

    Информируем Вас, что наше издание не имеет никакого отношения к указанному журналу. С момента образования Ростехнадзора сотрудничество нашего журнала с Управлением государственного энергетического надзора происходило в соответствии с Регламентом работы Пресс-службы Ростехнадзора по работе со СМИ и Закона РФ о СМИ.
    Надеемся, что инцидент с журналом «Энергонадзор» не повлияет на дальнейшее сотрудничество и взаимоотношение с нашим изданием.

    С уважением,
    Главный редактор журнала 
    «Энергоэффективность, энергобезопасность, энергонадзор» А.А.Черкес-заде
     
     
    Подписка на 2016 год
    Не вошедшие в номер

    Ростехнадзор информирует о внесении изменений в Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»

    Энергетическая безопасность и нарастающие угрозы в обеспечении надежности электроснабжения страны

    К законопроекту о госконтроле по-прежнему остается ряд концептуальных замечаний

    Государственный энергетический надзор в 2015 году

    Минстрой РФ: Техрегулирование в сфере лифтового хозяйства станет надежнее

    Нормативные документы

    Федеральный закон от 01.05.2016 г. № 132 «О внесении изменений в Федеральный закон "О теплоснабжении"..."

    Федеральный закон от 09.03.2016 г. № 68 «О внесении изменений в статью 1 Федерального закона "О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей..."

    Постановление Правительства РФ от 23.03.2016 г. № 229 «О внесении изменений в требования к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения»

    Постановление Правительства РФ от 18.03. 2016 г. N 208 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации в части совершенствования..."

    Распоряжение Правительства РФ от 1 апреля 2016 г. N 559-р

    Проекты

    Ростехнадзором подготовлены изменения Требований к проведению квалификационного экзамена по аттестации экспертов в области промышленной безопасности

    Можно принять участие в обсуждении Требований к регистрации объектов в государственном реестре ОПО и к ведению государственного реестра ОПО

    Уважаемые читатели и друзья!

    Опрос
    All rights reserved © 2010 www.iestream.ru
    Сетевой маркетинг. Спонсор.сок нони