"Новости Электротехники": "Энергетика и Электротехника

	< Предыдущая ] [ Следующая >	Журнал №4(16) 2002


	Построение распределительных сетей В дискуссию о схемных решениях вступает «Московская кабельная сеть» В номере 2(14) нашего журнала был опубликован материал Эдуарда Палея «Построение распределительных сетей 6(10) кВ. Факторы обеспечения надежности» (www.news.elteh.ru). В нем автор предложил свой вариант схемы городской закрытой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ, в которой часть выключателей нагрузки заменена вакуумными вы-ключателями с применением цифровых релейных защит. По мнению Э. Палея, такая схема значительно повысит надежность электроснабжения и при этом снизит эксплуатационные расходы. Отдельные моменты предложенного варианта стали предметом дискуссии среди специалистов. Сегодня вниманию читателей свои аргументы представляет главный инженер «Московской кабельной сети» АО «Мосэнерго» Степан Тодирка. — Степан Никифорович, каково ваше отношение к предлагаемым Эдуардом Палеем изменениям в традиционных схемах энергоснабжения? — Подход, который он предлагает, я не приемлю по следующим причинам. Что бы ни говорили о выравнивании стоимости силовых выключателей и выключателей нагрузки — этого не происходит. Не будем брать в расчет очень дорогие силовые выключатели ABB или Schneider Electric, но даже вакуумные выключатели «Таврида Электрик» сегодня далеко не дешевы. Кроме того, при построении схем с применением силовых выключателей — вакуумных или элегазовых — в любом случае встает проблема селективности. Если мы поставим силовые выключатели на центре питания, РП, отходящих линиях, в каждой ТП, то необходимо будет, с точки зрения защиты, расставлять времена выдержки. В предлагаемой схеме ступени селективности равны 0,2 секунды. Но это сделать невозможно для отечественных выключателей. Я рассуждаю так. Мы начинаем от трансформаторной подстанции и не можем снизить первую ступень меньше 0,5 секунды. Да и это время тоже под вопросом, потому что в ТП присутствуют автоматы, предохранители, имеющие свои защиты на стороне низкого напряжения. Получается, что к шинам 10 кВ ТП мы приходим со временем минимум 0,5 секунды. Дальше происходит следующее: с каждым силовым выключателем мы набираем по 0,2 секунды. В наших классических схемах используются и семь ТП, и десять ТП, питающихся от РП, — в зависимости от конфигурации сети. С каким же временем мы придем к центру питания? Возьмем схему: пять ТП по одной стороне от РП, пять от другой с делением в середине. По цепочке получается, что мы должны в некоторых режимах включить 10 ТП от одной РП. Если использовать силовые выключатели по всей цепи, то время срабатывания выключателя в РП составит минимум 2,5 секунды. В этом случае решение вопроса обеспечения термической стойкости оборудования и кабельных линий сильно усложняется и потребует индивидуального решения в каждом конкретном случае. И соответственно поднимется цена. Путь применения силовых выключателей в ТП, может быть, и возможен, если брать от центра питания только три ТП. Но таких схем, во всяком случае в Москве, практически нет. «Московская кабельная сеть» идет другим путем, совершенно противоположным. Сейчас мы планируем в Москве за-стройку Ходынского поля, где будет миллион квадратных метров жилья. И в схеме электроснабжения этого района, а сеть будет работать на напряжении 20 кВ, вообще не будет ни одного силового выключателя, кроме головных на центрах питания. Вместо РП применены соединительные пункты (СП) на выключателях нагрузки. На СП будут использованы ячейки SМ-6 с элегазовыми выключателями нагрузки. По нашим расчетам, выключатели на центрах питания будут работать со временем 0,5 секунды. И тут уже можно говорить о том, что дает сокращение времени срабатывания защиты, — это меньшее сечение экрана кабеля, меньший запас по изоляции и т.д. Схема будет построена следующим образом: между двумя центрами питания прокладывается магистраль — от выключателя одного центра питания до выключателя другого центра питания. Между ними — соединительные пункты. Питающих кабелей сечением 500 мм2 будет четыре. Два кабеля через ряд СП пойдут по одной трассе, два — по другой, обеспечивая в общей сложности передачу потребителям порядка 80 мегаватт электроэнергии. В случае повреждения одного из кабелей три кабеля остаются в работе. Кстати, в этой схеме можно использовать даже не выключатели нагрузки, а трехпозиционные разъединители, и она получится еще дешевле. А надежность электроснабжения от этого не пострадает. Если вернуться к предлагаемой концепции Палея, то, конечно, каждое мнение имеет право на жизнь. Но, считаю, сети мы должны строить по принципу: они должны быть максимально простыми, но при этом надежными и безопасными. *— А какие схемы используются в западных странах?* — Когда я привожу в пример схему, которую мы использовали для Ходынского поля, а подобная применена и в деловом центре «Москва-Сити», я не хочу сказать, что это сам выдумал. Мы «подглядели» ее у французской государственной компании «Электрисите де Франс». Причем эта компания использует такой принцип построения схем не только на среднем напряжении, но и на высоком. Во Франции вообще очень редко в распределительных сетях применяются силовые выключатели, кроме как на центрах питания. А в соединительных пунктах, как, например, в парижском «Сити», используются ячейки Alstom с разъединителями. Главными потребителями силовых выключателей во Франции являются атомные электростанции. Схожая ситуация и в Германии. *— И тем не менее западные производители постоянно наращивают выпуск силовых выключателей...* — Но они в основном работают не на внутренний рынок. На западных заводах делаются выключатели для Африки, для Китая, для России — для стран, в которых существует спрос на силовые выключатели. Необходимо отметить и тот факт, что для распределительных сетей абсолютно не нужны силовые выключатели с ресурсом по коммутационной стойкости в пятьдесят тысяч циклов, номинальным током более 630 ампер и током отключения короткого замыкания более 16 кА. *— Почему?* — Разберемся по порядку, еще раз сделав упор на то, что речь идет именно о распределительных сетях. Первое. Представьте себе подстанцию у жилого дома, которая за двадцать лет отключится хотя бы тысячу раз. Абсурд? Для распредсетей, если необходимо коммутировать ток короткого замыкания, на всю жизнь выключателя достаточно и максимум 100 циклов. Аппараты с большим количеством циклов отключения-включения требуются для абсолютно конкретного применения — допустим, для высоковольтных вентиляторов в длинных тоннелях, которые необходимо постоянно проветривать. Второе. В грамотно построенных распредсетях токи короткого замыкания от 6 до 15 кА. Даже на центрах питания эти токи в Москве не превышают 16 кА. Я допускаю, что на каком-либо металлургическом комбинате ток короткого замыкания может достигать и 40 кА, но ни в коем случае не в городских сетях. А с точки зрения номинального тока в любой точке кабельной сети нам достаточно 630 А. Большие токи в сетях среднего напряжения не нужны. Любим мы все делать с запасом. А ведь за него нужно платить, и немало. — Степан Никифорович, вы сказали, что в новых столичных застройках применяется напряжение 20 кВ, а не традиционное для России 10 кВ. Москва полностью переходит на новое напряжение? — Конечно, нет. В тех районах, которые сейчас снабжаются линиями 10 кВ, ничего меняться не будет. Во всяком случае пока. Но там, где это возможно, будем строить сети на 20 кВ. *— Какую выгоду дает переход на 20 кВ?* — Самый простой пример. Проложена кабельная линия сечением 240 мм2. При напряжении 10 кВ она пропустит ток в 300 А. А при напряжении в 20 кВ — нагрузку в два раза больше. В два раза больше напряжение — в два раза эффективней использование линии при том же сечении кабелей. В последние годы изменилась сама концепция строительства. В Москве сейчас возводят дома по 42 этажа. Всего-то три дома с подземными гаражами, офисами, спортивными центрами потребляют порядка 10 мегаватт. И питание этой нагрузки необходимо обеспечить. Линии 10 кВ с этим уже не справляются. Вообще я как энергетик всегда мечтал, что будут появляться дома, потребляющие все меньше и меньше ампер. А получается наоборот. Кондиционирование, использование современной бытовой техники только увеличивают потребление электроэнергии. *— Но у нас же нет производителей оборудования на 20 кВ?* — Сегодня есть все предпосылки для того, чтобы вести разговор на эту тему. Петербургское «ПО Элтехника» выпускает ячейки SМ-6, рассчитанные на напряжение от 10 до 24 кВ. RМ-6 московского завода «ЭЗОИС», которые мы применяем на московских подстанциях, — 20-киловольтные. «АВВ Москабель» выпускает кабели с полиэтиленовой изоляцией на 20 кВ. Сейчас мы смело можем говорить, что способны переходить на напряжение 20 кВ. *— Вы перечисляете только импортное оборудование...* — Но оно собирается в России! И потом, что такое «собирается здесь»? С Запада привозится только элегазовый выключатель. А остальное делается у нас в стране на отечественных предприятиях. Более того, ГНЦ ВЭИ активно работает над разработкой элегазовых выключателя нагрузки и силового выключателя. Пойдем дальше. Трансформаторы. Для «Москва-Сити» на московском электрозаводе сделаны два трансформатора с тремя обмотками: 110, 20 и 10 кВ. Трансформаторы 10/0,4 кВ или 20/0,4 кВ — кто скажет, что наши трансформаторщики не могут 20-киловольтные сделать? Могут! — Но, допустим, московский «Электрощит», самарский «Электрощит» не выпускают оборудование на 20 кВ. Им будет закрыт выход на Москву? — Эти заводы никогда много на Москву не работали. Россия большая, всем места хватит. И потом, выгодно станет производить оборудование на 20 кВ — они будут его выпускать. Создадут в конце концов новые ячейки. Кстати, при переходе на 20 кВ в городах никуда не деться от применения элегаза. Для устройства ТП, РП, СП остается все меньше площадей, особенно в мегаполисах. И габаритные преимущества при использовании элегазовых ячеек перевесят все остальное. — В нашем журнале было опубликовано письмо одного из петербургских инженеров, в котором он предлагает вообще отказаться от линий 0,4 кВ в сельской местности. Только 10 кВ и понижающие трансформаторы, питающие несколько домов... — Я читал это письмо. Читатель предлагал перенять канадский опыт. Но такая схема электроснабжения в сельской местности используется и в Финляндии — протянуты линии из самонесущих изолированных проводов на 20 кВ, на столбах закреплены трансформаторы. Такой подход является совершенно правильным для малозаселенной сельской местности. Причем можно использовать, в зависимости от расстояний, линии и на 10, и на 20, и на 35 кВ. Если говорить о проектах, то я мечтаю, чтобы когда-нибудь моя профессия перестала быть нужной. И надеюсь дожить до того времени, когда какой-нибудь ядерный реактор размером со спичечный коробок или что-то другое обеспечит необходимую для квартиры мощность. Не надо будет содержать такие дорогостоящие сети. — Давайте вернемся к началу нашего разговора. В России немало схем построения сетей среднего напряжения, много различных суждений о том, как их нужно строить. Можно ли вообще прийти к единому мнению? — Нужно. Необходимо собрать десяток самых яростных спорщиков, всем вместе съездить во Францию или в Германию. Посетить энергоснабжающие организации, походить по подстанциям, поработать со схемами. А затем, вернувшись в Россию, сесть за один стол и выработать две-три схемы для применения в различных районах страны. Это неплохо, что сейчас мы по-разному рассуждаем. В конце концов это позволит найти разумный компромисс.

Построение распределительных сетей