УДК 621.311
МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЗАТРАТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПОДСТАНЦИЙ
ФГБОУ ВПО КузГТУ им.
Расходам электроэнергии на собственные нужды, как одной из составляющих технологических потерь электрической энергии, долгое время не уделялось должного внимания. Принятие Закона Российской Федераци «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности…» положило начало развитию новых подходов к управлению уровнем потерь электроэнергии в распределительных сетях и снижению расходов электроэнергии на собственные нужды сетевых компаний.
Уровень потерь электроэнергии в электрических сетях – важный количественный показатель технического состояния электрических сетей. Как утверждают международные эксперты, если потери при передаче и распределении электроэнергии составляют не более 4 – 5%, то состояние сетей можно считать удовлетворительным. Потери в количестве 10 % от передаваемой мощности считаются предельно допустимыми. В настоящее время потери электроэнергии в распределительных сетях России составляют 13,2%, что существенно превышает аналогичный показатель в европейских странах, США и Канаде.
Сверхнормативные потери электроэнергии в электрических сетях – это прямые финансовые убытки электросетевых компаний. Экономию от снижения потерь можно было бы направить на техническое переоснащение сетей и повышение их энергоэффективности, повышение надежности и качества электроснабжения потребителей и уменьшение тарифов на электроэнергию.
Для повышения мотивации снижения затрат электроэнергии на собственные нужды сетевых компаний, как одной из составляющих технологических потерь, Минэнерго России в 2014 г. утвердило новую методику нормирования потерь на основе сравнительного анализа (бенчмаркинга). При нормировании потерь электроэнергии на основе сравнительного анализа нормативы потерь планируется утверждать на срок от трех до пяти лет. Утвержденные приказом Минэнерго России нормативы потерь являются предельными целевыми показателями уровня потерь для всех территориальных сетевых организаций (ТСО) на территории РФ.
Достижение целевых показателей, установленных на основе сравнительного анализа, потребует от ТСО разработки и реализации мероприятий по снижению потерь электроэнергии, а также поиска источников их финансирования. На сегодняшний день нормы потерь электроэнергии на собственные нужды (СН) подстанций регулируются РД 34.09.208 «Инструкция по расходу электроэнергии на собственные нужды подстанций 35-500 кВ».
В данной инструкции численные значения норм зависят от климатических условий, в связи с чем территория РФ разделена на восемь районов. Нормы установлены для шести типов подстанций в соответствии с напряжением силовых трансформаторов (35; 110; 110/35; 220; 330; 500 кВ) и пяти типов оборудования (35; 110; 220; 330; 500 кВ).
Целью нормирования расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций является упорядочение системы его учета, контроля и планирования, а также осуществление режима экономии и рационального расходования электроэнергии электроприемниками собственных нужд.
Для выявления мест нерационального расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций производят расчет норм расхода электроэнергии согласно РД 34.09.208 с учетом климатических условий, так как они существенно влияют на затраты электроэнергии на обогрев помещений и электрооборудования, и классов напряжения. На рис. 1 приведены результаты расчеты нормативных показателей по расходу электроэнергии на собственные нужды для подстанции «Заискитимская».
Рис.1. Структура нормированного расхода электроэнергии на собственные нужды подстанции «Заискитимская»
Существует перечень типовых технических мероприятий по снижению расхода электроэнергии на собственные подстанций, который включать в себя:
- Замена силовых трансформаторов, выработавших свой ресурс, на новые энергоэффективные; Замена масляных высоковольтных выключателей на современную элегазовую и вакуумную аппаратуру; Замена устаревших трансформаторов тока и напряжения; Замена вентильных разрядников на ограничители перенапряжений; Автоматизация систем охлаждения силовых трансформаторов Оптимизация количества параллельно работающих трансформаторов или автотрансформаторов; Применение микропроцессорных устройств защиты и автоматики; Применение накопителей электроэнергии; Использование энергоэффективных источников света и средств автоматизации управления освещением; Замена электрического обогрева помещений подстанций на обогрев с использованием теплоактивных составляющих потерь силовых трансформаторов.
Большая часть энергосберегающих мероприятий связана с заменой морально устаревшего электрооборудования подстанций, поэтому очевидно, что их реализация принесет наибольший эффект при необходимости реконструкции подстанций, на которых та или иная группа электрооборудования выработала свой ресурс.
Эффективность капитальных вложений определяется соотношение затрат и получаемого эффекта. В качестве затрат рассматриваются вкладываемые инвестиции и эксплуатационные издержки, а в качестве получаемого эффекта – вырученные средства от реализации продукции и снижение эксплуатационных издержек.
На подстанции «Заискитимская» требуется замена трансформаторов собственных нужд и силовых выключателей (рис.2).
Рис.2. Виды силовых выключателей, установленных на
ПС 220/110/10 кВ «Заискитимская»
В качестве источников питания низковольтных электроприемников собственных нужд на подстанции «Заискитимская» используются масляные трансформаторы ТМ-630/10. В настоящее время производители трансформаторов предлагают трансформаторы с традиционными магнитопроводами из электротехнической стали, но с новыми технологиями их изготовления, что приводит к значительному снижению потерь холостого хода.
Но еще более энергоэффективными являются трансформаторы герметичного исполнения с аморфным сердечником – ТМГАМ (табл.1).
Таблица 1. –Технические характеристики ТМ-630/10 и ТМГАМ-630/10
Марка трансформатора | ТМ-630/10 | ТМГАМ-630/10 |
Потери холостого хода, Рх, кВт | 1,2 | 0,238 |
Потери кроткого замыкания, Рк, кВт | 6,2 | 6,353 |
Как следует из табл.1, потери холостого хода в трансформаторах ТМГАМ в 5 раз меньше, что обуславливает небольшой срок их окупаемости – не более 4 лет, несмотря на значительно более высокую стоимость этого современного электрооборудования.
Что касается коммутационного оборудования, то масляные выключатели нуждаются в подогреве механизмов привода и баков, поэтому этот вид выключателей характеризуется низкими показателями энергоэффективности. Кроме того, масляные выключатели подстанции «Заискитимская» выработали нормативный срок службы (25 лет), что говорит об их физическом и моральном износе.
Расчет затрат электроэнергии на работу силовых выключателей показал, что элегазовые выключатели на 88% требуют меньшего расхода электрической энергии, чем масляные, что обуславливает срок их окупаемости, не превышающий 6 лет.
Кроме этого, использование нового подстанционного электрооборудования существенно повышает надежность электроснабжения потребителей, а следовательно уменьшаются объемы выпадающих доходов сетевых компаний.
Список литературы
Министерство энергетики Российской Федерации. Порядок нормирования потерь электроэнергии на основе сравнительного анализа. [Электронный ресурс]: Режим доступа - https://docviewer. yandex. ru/?url=http%3A%2F%2Farep. pro%2Ffiles%2F99%2FPDF%2F28%2FNormirovanie_poter. pdf&name=Normirovanie_poter. pdf&lang=ru&c=574dd7714813. Политика повышения энергоэффективности России. [Электронный ресурс]: режим доступа - http://www. abok. ru/for_spec/articles. php? nid=5258.