Цифровые технологии и основное оборудование – не разрывная часть развития энергетики

Цифровые технологии и основное оборудование –
не разрывная часть развития энергетики

Инженерная компания «ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Главный инженер
А.А. Кудрявцев
2020 г.

Форум «Цифровая трансформация энергетики
и ЖКХ. Умный город-2020»
Екатеринбург
Четкое мнение о цифровизации:
1. Цифровизация важна.
2. Но будет огромной ошибкой считать, что одна
цифровизация «вытащит» энергетику на новый
технологический уровень.
3. Цифровизация, если говорить только про нее, должна
преследовать единственную главную цель – обеспечение
снижения себестоимости электро-(энерго-)снабжения
потребителя.
4. Это не возможно обеспечить в отрыве от развития
основного оборудования. Так как:
- Основное оборудование обеспечивает выработку,
передачу и распределение энергии.
- Цифрофизация обеспечивает наблюдение и управление
основным оборудованием и потоками энергии.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Небольшой экскурс.
1. Еще в 2003 году НТЭАЗ Электрик применил в шахтном
распредустройстве 6 кВ микропроцессорные устройства РЗА –
первое применение в РФ.
2. Предприятия Россетей и других потребителей с начала века
используют цифровые системы управления во всех строящихся
подстанциях.
3. «Умный» учет и «умные» счетчики начали внедряться гораздо
ранее, чем «об этом было приказано».
4. Требования к самомониторингу оборудования и работы в этом
направлении так же начались гораздо раньше, чем было
«приказано цифровизироваться».
Единственным плюсом того акцента на «компанейщине цифровизации»,
который имеется сейчас, считаю то, что
производители более свободно стали принимать решения по
модернизации оборудования с учетом необходимых «цифровых опций»,
меньше опасаясь того, что от этих опций откажутся заказчики.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Пример нескольких разработок, где цифровизация является
обязательной но не основной составляющей.
Эти разработки имеют основной задачей – снижение себестоимости
электроснабжения и снижение аварийности в сетевом хозяйстве.
В каждой разработке есть цифровые элементы, которые являются
обязательными для успешного функционирования.
Этот симбиоз – основное в нашей работе.
Т.е. не цифровизация как основной элемент. А технологический функционал
как основной элемент с управлением с помощью цифровых решений.
1. Пофазная компенсация реактивной мощности 0,4 кВ, включая абонентскую
компенсацию на единичных домовладениях, административных зданиях и т.п. с целью
снижения потерь Э/Э.
2. Резистивный и комбинированный режим заземления нейтрали в сетях 6, 10, 20 кВ с
целью снижения аварийности в сети, повышения наблюдаемости и управляемости сети.
3. Новая идеология - поселковая распределительная сеть – переход от 0,4 кВ к 10(20) кВ в
электроснабжении отдельного домовладения с целью сокращения потерь электроэнергии.
4. Подстанции 110/0.4 кВ – как одно из средств по организации электроснабжения
удаленных потребителей с малой мощностью нагрузки и механизма развития удаленных
территорий, которые прилегают к ВЛ 110 кВ.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Пример нескольких разработок, где цифровизация является
обязательной но не основной составляющей.
Эти разработки имеют основной задачей – снижение себестоимости
электроснабжения и снижение аварийности в сетевом хозяйстве.
В каждой разработке есть цифровые элементы, которые являются
обязательными для успешного функционирования.
Этот симбиоз – основное в нашей работе.
Т.е. не цифровизация как основной элемент. А технологический функционал
как основной элемент с управлением с помощью цифровых решений.
1. Пофазная компенсация реактивной мощности 0,4 кВ, включая абонентскую
компенсацию на единичных домовладениях, административных зданиях и т.п. с целью
снижения потерь Э/Э.
2. Резистивный и комбинированный режим заземления нейтрали в сетях 6, 10, 20 кВ с
целью снижения аварийности в сети, повышения наблюдаемости и управляемости сети.
3. Новая идеология поселковой распределительная сеть – переход от 0,4 кВ к 10(20) кВ в
электроснабжении отдельного домовладения с целью сокращения потерь электроэнергии.
4. Подстанции 110/0.4 кВ – как одно из средств по организации электроснабжения
удаленных потребителей с малой мощностью нагрузки и механизм развития удаленных
территорий, которые прилегают к ВЛ 110 кВ.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Пофазная компенсация реактивной мощности
О необходимости компенсации реактивной мощности нет
необходимости говорить.
Однако более детальное рассмотрение режимов потребления и
генерирования РМ позволяет утверждать, что резервов в этой
области еще достаточно.
Особенно в коммунальной сфере и вызвано это многими
факторами, которые негативно влияют в т.ч. и на питающие сети
сетевых компаний.
Реактивная мощность компенсируется, как правило, на ПС
питающих центров, и в некотором объеме на КТП 6(10)/0,4 кВ.
Часто, это не регулируемые установки.
В этих установках симметричная компенсация часто эффективно
компенсирует РМ в одной из фаз, но при этом ухудшается
ситуация в других фазах, в которых реактивная мощность
перекомпенсирована или не докомпенсирована.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Известные негативные факторы (далеко не все):
-Разные нагрузки по фазам (до 3-4 раз);
-Широкое распространение электроприемников с
нелинейной характеристикой;
-Большой возраст кабельных сетей и
электрооборудования в условиях роста и изменения
характера нагрузок;
-Предельные параметры кабелей и трансформаторов не
позволяющие подключать новые нагрузки
(потребителей) без больших вложений;
-Другие, всем известные, факторы.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Одно из решений, которое выправляет ситуацию –
внедрение пофазной компенсации РМ и размещение ее ближе к
потребителям
(вводы в жилых и административных зданиях, если говорить об
коммунальной нагрузке).
Достоинства:
- Разгружается кабель 0,4 кВ от ТП до ввода в здание (до
потребителя);
-Разгружается трансформатор 10/0,4 кВ в ТП;
- Снижается ток в нулевом проводе;
- Выравнивается напряжение по фазам;
-Разгружаются КЛ 6(10,20) кВ от РП до ТП и вся сеть верхнего
уровня;
- Повышается пропускная способность всего района сети.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Пример реализованного проекта г. Дудинка (2011-12 гг.)
В 15 зданиях были установлены 17 установок.
Здания: детсады (6), школы (4), общежитие, КРЦ (3),
здание администрации.
Итоговый коэффициент мощности: не ниже 0,99 по каждой
из трех фаз.
Ток в нейтральном проводе снизился с 82,5А до 30,6А (на
примере школы-интерната №1).
Пропускная способность КЛ-0,4 кВ повысилась на 30% (на
примере школы-интерната №1).
Потери в КЛ-0,4 кВ снизились на 3,62 кВт в час (на примере
школы-интерната №1).
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Пример реализованного проекта г. Дудинка (2011-12 гг.)
Коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме
на части КТП (работа одного тр-ра на обе секции 0,4 кВ)
увеличился с 20-45 мин. до 5 суток, а на части КТП увеличился
с 5 суток до длительного режима.
Появилась возможность подключения новых потребителей
на старые КТП без их расширения и модернизации.
Окупаемость проекта измеренного по экономии потерь
Э/Э в сети 0,4 кВ составила 5,07 года (чем здание больше
потребляет, тем срок меньше).
С учетом сокращения потерь в трансформаторах 6(10) кВ,
кабельной сети 6(10) кВ срок окупаемости снизится еще на 20-
24% (не считали, оценка).
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Почему не сильно применяется такая адресная компенсация
Адресная (абоненская) компенсация широко не применяется т.к.
исключена плата за РМ с потребителей, а сетевые компании
вкладывают потери в тариф – такое законодательство…
Место цифровизации в данной системе
Цифровизация дает:
1. Точность компенсации в зависимости от нагрузки в
определенный промежуток времени.
2. Наблюдаемость сети – повышается.
3. Управляемость сетью – повышается.
Как прямое следствие – снижение операционных расходов
сетевой компании
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Резистивный и комбинированный режим заземления
нейтрали в сетях 6, 10, 20 кВ
Основная цель - снижение аварийности в кабельной сети, повышения
наблюдаемости и управляемости сети.
Аварийность снижается до 40%, устраняются ложные срабатывания РЗА и пр.
Результат - снижение операционных расходов сетевых компаний.

Реализуем	решение	с	компанией	«РУТАС»	(в	части	резистора),	«Радиус
Автоматика» (в части цифровизации и построения системы).
Как используется цифровизация:
-	Объединяющая функция всей релейной защиты и автоматики.

- Фиксация количества и параметров отключений и ОЗЗ кабельной сети.
- Подготовка данных для прогноза «степени старения» и нарастания аварийности
кабельной сети.
И именно возможность прогнозировать состояние кабельной сети
является ценностью получаемой от «цифровой» функции в то время,
как основное оборудование обеспечивает снижение аварийности.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Резистивный и комбинированный режим заземления
нейтрали в сетях 6, 10, 20 кВ
Основная цель - снижение аварийности в кабельной сети, повышения
наблюдаемости и управляемости сети.
Результат - снижение операционных расходов сетевых компаний.
Реализуем решение с компанией «РУТАС» (Красноярск).
Как используется цифровизация:
- Объединяющая функция всей релейной защиты и автоматики.
- Фиксация количества и параметров отключений и ОЗЗ кабельной сети.
- Подготовка данных для прогноза «степени старения» и нарастания
аварийности кабельной сети.
И именно возможность прогнозировать состояние кабельной сети
является ценностью получаемой от «цифровой» функции в то время,
как основное оборудование обеспечивает снижение аварийности.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Новая идеология
Поселковая распределительная сеть – переход от 0,4 кВ к 10(20) кВ
в электроснабжении отдельного домовладения с целью
сокращения потерь электроэнергии.
Разрабатывается совместно с «Свердловским заводом
трансформаторов тока».
В небольших населенных пунктах, коттеджных поселках мы
имеем протяженные ВЛ 0,4 кВ.
Это следствие традиционного построения схемы
электроснабжения, которую необходимо развивать вслед за
бурным и опережающим развитием индивидуального
строительства.
В результате имеем: падение напряжения на вводах в
домовладения, претензии потребителей, низкую надежность
сети.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Новая идеология
Поселковая распределительная сеть – переход от 0,4 кВ к 10(20) кВ
в электроснабжении отдельного домовладения с целью
сокращения потерь электроэнергии.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Основной результат – кардинальное снижение потерь в сетях 0,4 кВ, повышение
качества ЭЭ у потребителей, снижение претензий потребителей = снижение затрат
сетевой компании в части потерь ЭЭ.
Цель цифровизации – управляемость, наблюдаемость, «умный учет», управление
потреблением ЭЭ у потребителя (включая отключение за не уплату) = снижение
операционных затрат сетевой компании.
Т.е. цифровизация обеспечивает функционирование распределительной сети и
снижение общих затрат сетевой компании.
Подстанции 110/0.4 кВ
Одно из средств по организации электроснабжения удаленных
потребителей с малой мощностью нагрузки расположенных
около ВЛ 110 кВ.
Является механизмом развития удаленных территорий, которые
прилегают к ВЛ 110 кВ
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Решение позволяет сократить
затраты требуемые для
организации электроснабжения
удаленных территорий и
потребителей.
Все оборудование производится
в РФ.
Обеспечиваются мощности от
20 до 960 кВА.
ВЛ проходящая рядом
с автодорогой
Пересечение ВЛ и
автодороги
Место для
электрозарядки а/м
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Подстанции 110/0.4 кВ
Пример применения для инфраструктуры зарядных станций электромобилей
В этой же идеологии применяются для удаленных потребителей
Подстанции 110/0.4 кВ
Решение применимо для организации электроснабжения :
- Частных потребителей удаленных от центров питания;
- Небольших производств;
- Туристических, охотничьих объектов;
- Вышек связи;
- Междугороднего электромобильного транспорта;
- Организации пунктов медицины катастроф, автодорожных служб на
протяженных автомагистралях
Т.е. решение по 110/0,4 кВ позволяет заниматься развитием
территорий прилегающих в ВЛ 110 кВ в которых, в настоящий момент,
отсутствуют возможности обеспечения электроснабжения по
традиционным схемам.
В данном решении:
- Основное оборудование обеспечивает отбор мощности от ВЛ 110 кВ.
- Цифровизация обеспечивает наблюдаемость, управление, учет на
подстанции.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Некоторые выводы.
Нет вопросов, что «цифровизация» открывает новые
технологические возможности.
Но цифровизацию необходимо рассматривать только как
необходимую и обязательную часть технических решений.
В отрыве от основных технологий цифровизация не даст того
эффекта, который ожидается – предлагается не вводить
«цифровизацию в абсолют» и ожидать от нее полного
решения стоящих задач.
Очень необходимо избегать кампанейщины!!!
Что касается приведенных в докладе решений – то они
спокойно предлагаются к внедрению.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Благодарю за внимание!
Надеюсь, что данные выводы ни кого не
обидят, а предложения вызовут интерес
для внедрения.
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Инженерная компания
«ЭКСПЕРТНЫЙ ЦЕНТР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ»
Контакты:
ООО «Экспертный центр»
620 010 г. Екатеринбург, ул. Торговая д.2, оф.103.
Тел./факс: (343) 264 23 14, 365 50 39
Главный инженер:
Кудрявцев Андрей Александрович
Тел.: +7 912 283 85 49
E-mail: chief_engineer@exctr.ru