Снижение потребления электроэнергии на собственные нужды за счет микрогенерации на цифровых подстанциях 35-500 кВ

Издание сертифицировано (№ 21002) и рекомендовано к использованию «Межрегиональным центром электронных образовательных ресурсов» – http://mceor.ru/

Учебно-методическое пособие издано с использованием материалов магистерской диссертации, выполненной Павловым Андреем Сергеевичем в 2019 году.

© ООО «МЦ ЭОР», 2021

© Сташко Василий Иванович, 2021

Список принятых сокращений обозначения

ЭЭС- электроэнергетическая система

ВИЭ- возобновляемые источники энергии

ВДЭС- ветродизельная электростанция

СН- собственные нужды

ЭЭ- электрическая энергия

ТП- трансформаторная подстанция

СЭС- солнечная электростанция

АСУ- автоматизированная система управления

ПУЭ- правила устройства электроустановок

ОПУ- общеподстанционный пункт управления

УЗИП- устройство защиты от импульсных перенапряжений

СГЭ- система гарантированного электропитания

СВ- секционный выключатель

ГЗШ- главная заземляющая шина

ВРУ- вводно распределительное устройство

УТВР- устройство тиристорного ввода резерва

УЗО- устройство защитного отключения

КЗ- короткое замыкание

ЩПТ- щит постоянного тока

ЩСН- щит собственных нужд

КПД- коэффициент полезного действия

ТСН- трансформатор собственных нужд

НТП- нормы технологического проектирования

СК- синхронный компенсатор

АДЭС- автоматизированная дизельная электростанция

РМН- реле минимального напряжения

АВР- автоматический ввод резерва

Введение

Цели и задачи энергетической политики России заключаются в устойчивом обеспечении страны энергоносителями и создании надежной сырьевой базы российского топливно-энергетического комплекса, в повышении эффективности использования энергии и создании условий для перевода экономики страны на энергосберегающий путь развития. Следствием этого является необходимость совершенствования системы энергоснабжения не только промышленных предприятий, но также и предприятий аграрного сектора: создание надежных систем электроснабжения предприятий, развитие электрических сетей и электрооборудования, автоматизированных систем управления; обеспечение быстродействия и селективности релейной защиты и оперативной автоматики; автоматизации измерений и учета электроэнергии; внедрение новейшего электрооборудования. Поэтому важнейшими задачами развития систем энергоснабжения является повышение уровня проектно – конструкторских разработок, внедрение и рациональная эксплуатация высоконадежного оборудования, снижение непроизводственных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении.

На данный момент одной из наиболее важных задач развития отечественной энергетики в стране является реконструкция существующих электроэнергетических систем (ЭЭС). На сегодняшний день в стране существует большое количество электростанций и подстанций (ПС) выработавших свой нормативный срок службы. Важно отметить, что эксплуатация подобного морально и физически устаревшего парка оборудования приводит к ложному срабатыванию или отказу комплексов релейной защиты, возникновению и развитию аварийных ситуаций и т. д. Все это приводит к общему снижению надежности всей энергосистемы в целом.

Постоянно возрастающие требования к качеству систем электроснабжения, их надежности и экономичности, в комплексе с изменяющейся структурой и характером потребления электроэнергии современными предприятиями, а также появление и широкое внедрение устройств управления и контроля на базе современной вычислительной техники требуют своевременной реконструкции существующих сетей ЭС.

Большая часть (около 65 %) территории России находится в зоне изолированного (автономного) энергоснабжения и в основном обеспечиваются электроэнергией от дизельных электростанций, работающих на привозном топливе. На основе создания энергокомплексов на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), например, в составе ветродизельных электростанций (ВДЭС), обеспечивающих высокую долю замещения дальнепривозного дизельного топлива, может эффективно проводиться оптимизация и модернизация существующих систем энергоснабжения [1].

По существующим оценкам, технический ресурс возобновляемых источников энергии (преобладающую долю в котором имеет потенциал использования энергии солнца и энергии ветра) очень большой. Экономический потенциал ВИЭ зависит от существующих экономических условий, стоимости, наличия и качества запасов ископаемых топливноэнергетических ресурсов. Указанный потенциал меняется во времени. Возобновляемая энергетика способна внести значительный вклад в решение важнейшей проблемы энергообеспечения децентрализованных районов.

Целью данной работы является разработка мероприятий по снижение потерь электроэнергии на собственные нужды цифровой подстанции за счет собственной микрогенерации.