Во взаимоотношениях объектов производства, распределения, потребления электроэнергии в условиях рыночной экономики происходит распределение обязанностей по обеспечению надежности электроснабжения. При переходе к рынку отношения между производителями и потребителями электроэнергии меняются, между энергетическими компаниями возникает конкуренция по продаже электроэнергии, которая приводит к утяжелению режимов работы энергетических систем и усложнению процесса управления ими. Отношения между сторонами реализуются на договорной основе. Совокупность данных факторов в целом негативно влияет на надежную работу системы, поэтому данным проблемам выделено особое внимание в концепции развития электроэнергетических системы страны.
В России электроэнергетика потерпела переход к рыночным отношениям, состоялась смена форм собственности, которая привела к комплексной структурной перестройке всей системы управления данной отраслью. Основной задачей в этих условиях является обеспечение должного уровня надежности, его адаптация ко всем спектрам потребителей. Для реализации идеи необходима обновленная система управления надежностью, основанная на сочетании нормативных подходов и экономических механизмов. Одним из подходов к увеличению надежности является строительство новых, реконструкция и модернизация старых электроэнергетических систем.
Особенности электроэнергетической системы о. Сахалин.
Основным фактором, характеризующим энергосистему Сахалинской области, является ее изолированность от единой энергетической системы страны. Помимо этого, система острова разделена на автономные энергетические узлы и районы:
«Центральная энергосистема» основной поставщик электроэнергии ПАО «Сахалинэнерго», охватывает 15 из 18 муниципальных образования острова, система размещена на Южной и Центральной части острова.
«Северный энергорайон» расположен на севере острова и охватывает Охинское МО.
Изолированным энергорайоном являются Курильские острова.
Электроэнергетическая система острова функционирует в суровых природно-климатических условиях. За календарный год в регионе фиксируется около 200–240 технологических инцидентов, обусловленных неблагоприятными погодными условиями, что приводит к ускорению износа электрического оборудования и дополнительным затратам на его ремонт и восстановление. Помимо этого, Сахалинская область является сейсмически активным регионом.
Основным производителем электрической энергии на острове является ПАО «Сахалинэнерго». В передаче электроэнергии, вырабатываемой организацией, принимает участие филиал «Распределительные сети», МУП «Электросервис», МУП «Поронайская коммунальная компания-1», МУП «Горэлектросеть», МУП «Невельские районные электрические сети», МУП «Районные электрические сети», МУП «Жилищно-коммунальная служба», филиал ОАО «РЖД» Трансэнерго Дальневосточная дирекция по энергообеспечению, ОАО «Оборонэнерго» филиал «Дальневосточный», ОАО «Аэропорт Южно-Сахалинск».
Климатические особенности Сахалинской области. Влияние погодных условий на работу энергосистемы.
Сахалинская область — уникальный субъект Российской федерации, расположенный на островах, и единственный регион, не граничащий со смежными областями по суше.
К территории субъекта относятся острова Монерон, Тюлений, Курильский архипелаг и сам остров Сахалин, которая составляет 87,1 тыс. кв. км.
Средневысотные горы (сопки) являются основой ландшафта острова. Благодаря физическим особенностям образования сопок, создаются благоприятные условия для образования ветров. Также на острове расположены горы: Восточно-Сахалинская, Центральная, Набильская, гора Лопатина, которая является самой высокой в регионе (1609м), гора Возвращения. Горные сооружения острова разделяются низменностями (Тымь-Поронайская, Сусунайская, Муравьевская), часто заболоченными и прорезанными многочисленными реками.
Благодаря большой протяженности острова в регионе преобладает разнообразие климатических условий. Также, благодаря муссонам умеренных широт, системе морских течений, климат региона сформировался холодным влажным зимой и теплым влажным летом.
Для региона характерны туманы и тайфуны летом, осадки и метели, снежные заряды (бураны) зимой, продолжительность дискомфортного периода составляет от 30 до 50 дней за холодный сезон. Такая особенность климатических условий обусловлена юго-восточными течениями с Тихого океана.
Северная часть острова Сахалин и Курильские острова являются районами Крайнего Севера, остальная территория острова — районами, приравненными к районам Крайнего Севера.
В январе средняя температура варьируется от -23°С в северной части острова, до -8°С в южной части. Абсолютный минимум колеблется по территории в том же направлении от -49°С до -25°С.
Плюсовая температура в среднем приняла отметку от +13°С в северной части, до +18°С в южной части. Абсолютный максимум составляет от +30°С на севере, до +39°С в Тымовской долине.
В зимний период на территории образуются повышенные северные и северо-западные ветра (в среднем 7–11м/c). Максимальные ветра наблюдаются в южной части региона. В летний период характерны образования юго-восточных и южных ветров.
Совокупность температурных и ветровых характеристик в холодный сезон играет большое значение, так как при интенсивном ветре и большому содержанию влаги в воздухе увеличивается суровость погодных условий. Основной объем годовых осадков выпадает в зимний период, в основном разово в большом количестве, во время снегопадов и тайфунов.
При изменениях погоды характерны нарушения в нормальном режиме работы энергосистемы островного региона, так 11.11.2017 года при прохождении циклона через островной регион наблюдались сильные осадки и порывы ветра до 35 м/c, вследствие чего по состоянию на 11.11.2017 12:00 местного времени была нарушена нормальная работа в сетях ВЛ-35кВ-1шт, ВЛ-6/10кВ — 25шт, ТП-120шт. Из-за нарушений нормальной работы энергосистемы были отключены 3500 потребителей мощность которых составляет 7МВт. Причинами отключений являлись схлестывания проводов, обрыв проводов под тяжестью налипшего снега. Отключения ТП ввиду нарушения целостности питающих линий.
Состояние энергосистемы островного региона
В настоящее время электрические сети находятся в неудовлетворительном состоянии, более 50 % линии ЛЭП напряжения 0,38кВ и 6(10)кВ требуют модернизации, нуждаются в ремонте либо же требуют полной замены, лишь около 60 % потребителей обеспечиваются качественной электроэнергией. Перерывы в электроснабжении потребителей по разным оценкам характеризуются показателем 70–100ч в год (данный показатель значительно выше чем в европейских странах), лишь ½ потребителей I и II категории имеют источники питания, резервирующие отсутствие централизованного электроснабжения.
Также потери велики и потери при передаче электроэнергии. Протяженность ЛЭП 0,38–10кВ в г. Южно-Сахалинске составляет порядка 680км при этом по данным технической документации ПАО «Сахалинэнерго» около 50 % ЛЭП эксплуатируют более 30–50 лет, при этом сроки эксплуатации проводов нарушаются. Помимо этого, велико и количество повреждений воздушных линий электропередачи из-за климатических воздействий, особенно линий напряжений 0,38–10кВ, которые определяют надежность электроснабжения потребителей. В соответствии со стратегией развития электроэнергетической системы России на период 2010–2030г, одним из приоритетных направлений является комплексное решение задач по обеспечению экономичности и надежности электроснабжения потребителей всех категорий. Вопрос электроснабжения крупных городов и предприятий необходимо решать на более оснащенном уровне с технической стороны, с использованием новых принципов технических решений.
Для потребителя максимально важно обеспечить хозяйство и бизнес качественной и надежной электрической энергией. Во избежание непреднамеренных отключений в сетях 0,38 кВ и 6(10) кВ в мировой практике широко применяются самонесущие изолированные провода СИП, которые в свою очередь обеспечивают необходимую потребителю надежность и безопасность электрических сетей. Сравнивая традиционные линии электропередач, выполненные проводами открытого типа (без изоляции), и воздушные линии исполненные проводами СИП, у вторых наблюдается ряд конструктивных особенностей, а именно присутствие изоляции (изоляционный покров ПЭ вокруг токопроводящей части провода), лучшая прочность к механическим нагрузкам, более совершенная сцепная и ответвительная арматура. Совокупность данных особенностей самонесущего изолированного провода обуславливает увеличение такого показателя как надежность, и уменьшение затрат на ремонт и эксплуатацию объектов электросетевого хозяйства. Все вышеперечисленное приводит к увеличению экономической эффективности при применении проводов данного типа в распредсетях.
Применение данных проводов в Сахалинской области еще не получило массовый характер. В первую очередь это связанно с большей стоимостью строительства ВЛ с СИП по сравнению с неизолированными проводами. Также, учитывая изолированность островного региона от материка, возникают проблемы с поставкой электрооборудования на остров. На этом основании, проблема проведения комплексной реконструкции и модернизации существующих сетей с применением более современных материалов является актуальной проблемой в условиях области.
Анализ технических характеристик проводов АС иСИП
Исходя из климатических особенностей острова появляется необходимость в повышении надежности энергосистемы путём её модернизации и усовершенствовании современными материалами и электрооборудованием. Во избежание аварийных отключений потребителей необходимо произвести реконструкцию устаревших ВЛ-0,4/10кВ путем замены проводов АС на более современные СИП. Использование провода СИП обеспечивает повышение надежности энергосистемы. Провод СИП является гарантом высокой надежности в обеспечении электрической энергии потребителей
Использование изолированных проводов приводит к значительному снижению эксплуатационных затрат, которые определяются повышенной надежностью и непрерывностью энергообеспечения потребителей. Помимо этого, при эксплуатации таких линий отпадает необходимость в рубке широких просек при строительстве ВЛ на лесных участках и чистки просек в процесс эксплуатации линии.
В связи с тем, что ПЭ (полиэтилен) не относится к полярным диэлектрикам, образование электрических и химических связей с веществами, контактирующими с ним, отсутствуют, поэтому налипание гололеда и снега сводятся к минимуму. Также, если сравнивать данный провод с проводами мирки А и АС, в последних канавки, образованные между жилами, способствуют попаданию и застраиванию грязи и снега. В случае маркировки оболочки ПЭ краской, её легко удалить, в отличие от ПВХ изделий.
В связи с тем, что провод СИП более прост и легок в монтаже, затраты и сроки выполнения работ по строительству электросетей сокращаются. Также наличие изоляции способствует к сокращению актов воровства электроэнергии.
В случаях применения проводов СИП энергопотери в системе снижаются. Данный факт обуславливается меньшим реактивным сопротивлением проводов по сравнению с проводами открытого типа А и АС. Также провода СИП возможно прокладывать совместным подвесом по опорам электропередач высокого напряжения либо по опорам линий связи.
Но у провода СИП есть один существенный недостаток: его стоимость по сравнению с проводами открытого типа марок А и АС, которые дешевле на 30–35 %.
Для того чтобы показать преимущества самонесущего изолированного провода перед проводом АС была составлена аналитическая таблица:
|
Критерии |
СИП |
АС |
|
Область применения |
Для передачи и распределения эл. энергии |
Для передачи и распределения эл. энергии |
|
Конструкция |
Состоит из токопроводящей части обернутой изоляцией |
Состоит из несущего стального сердечника и токопроводящих алюминиевых жил |
|
КЗ из за природных факторов |
нет |
да |
|
Подключение потребителей без отключения всей цепи |
да |
нет |
|
Пожарная безопасность |
да |
нет |
|
Инциденты незаконного подключения |
маловероятны |
да |
|
Возможность получения электротравмы |
незначительный |
высокий |
|
Эстетичность |
да |
нет |
|
Сложность выполнения электромонтажных работ |
нет |
да |
|
Затраты на монтаж |
низкие |
высокие |
|
Возможность монтажа по фасаду зданий в городских условиях |
да |
нет |
|
Отсутствие изоляторов и траверс |
да |
нет |
|
Потери, связанные с утечками тока |
низкие |
высокие |
|
Реактивное сопротивление линий |
низкое |
высокое |
|
Затраты на эксплуатацию |
низкие |
высокие |
|
Стоимость монтажа |
средняя |
высокая |
В условиях современной рыночной экономики и в соответствии с приоритетными задачами развития энергосистемы страны можно с уверенностью говорить, что повышение надежности и качества электрической энергии позволит энергосистеме страны выйти на передовой уровень европейских стран, что усилит экономическое влияние государства на международном уровне.
