Разработка мероприятий по сокращению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»

УДК 658.5.012.2

РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОКРАЩЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ФИЛИАЛЕ ОАО «МРСК ЦЕНТРА»-«ОРЕЛЭНЕРГО»

© 2015 г. М.В. Бородин, Ю.А. Волченков, А.В. Виноградов

Целью работы является разработка мероприятий по сокращению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях является одним из наиболее трудоемких мероприятий. Это связано, прежде всего, с особенностями распределительных электрических сетей. Следует также отметить, что методы расчета режимов электрических сетей, уровней напряжения в узлах, потерь мощности и электроэнергии должны быть в максимальной степени адаптированы к имеющимся в условиях эксплуатации сетей схемным и режимным параметрам. Поэтому разработка мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» является актуальной задачей. Определены и проанализированы фактические потери электроэнергии в 24-х районных электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». В ходе проведенного анализа наблюдается тенденция к снижению фактических потерь в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Снижение потерь электроэнергии обусловлено реализацией комплекса мер, направленных на снижение уровня потерь электроэнергии в целом. Проанализированы потери электроэнергии в филиалах ОАО «МРСК Центра». В них также наблюдается положительная тенденция по сокращению потерь электроэнергии. В результате проведенного анализа разработаны мероприятия по снижению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» на 2014-2019 гг. Они позволят сократить потери электроэнергии в размере 61,2224 млн кВтч, то есть около 3,6%.

Ключевые слова: потери электроэнергии, мероприятия по снижению потерь электроэнергии, фактические потери электроэнергии, динамика сокращения потерь электроэнергии.

The purpose of the article is to develop measures to reduce electricity losses in the branch of JSC "IDGC Center" - "Orelenergo". Calculation of losses in electric networks is one of the most time-consuming activities. This is due, primarily, to the features of power distribution networks. It should also be noted that the calculation methods of the electrical networks operating mades, the voltage levels at the nodes, and the power and energy losses should be maximally adapted to the existing conditions in the network circuit and operational parameters. Therefore, the development of measures to reduce energy losses in electric networks, branch of JSC "IDGC Center"-"Orelenergo" is an urgent task. There were identified and analyzed the actual electricity losses in 24 regional electric networks of the branch of JSC "IDGC Center"-"Orelenergo". In the course of the conducted analysis there was determined the downward trend in actual losses in the branch of JSC "IDGC Center"-"Orelenergo". Reduction of electricity losses is caused by implementation of measures set aimed at reducing electricity losses in general. There are analyzed power losses in the branches of JSC "IDGC Center". In them there is also observed a positive trend for reduction of energy losses. Based on the analysis there were developed measures to reduce energy losses in the branch of JSC "IDGC Center"-"Orelenergo" for years of 2014-2019. They will reduce electricity losses in the amount of 61,2224 million kW-h, or about 3,6%.

Key words: power losses, measures to reduce electricity losses, the actual losses of power, the dynamics of the energy losses reduction.

Введение. Из общей величины потерь электроэнергии в энергосистемах России порядка 80% приходится на распределительные электрические сети 110 кВ и ниже. В отдельных сетевых компаниях фактические потери составляют 20% и более, а на некоторых электросетевых предприятиях достигают 40-50%.

Согласно [1, 2] структура технических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях имеет следующий вид: потери электроэнергии в трансформаторах

составляют 25%, потери в линиях электропередачи - 65%, а остальные 10% -потери в оборудовании сетей и подстанций (коронный разряд, собственные нужды подстанций, токоограничивающие

реакторы, компенсирующие устройства, измерительные трансформаторы тока и напряжения).

Увеличение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях прежде всего вызвано: малыми сечениями проводов и высокой протяженностью (достигают 50 км) воздушных линий электропередач (ВЛ) 10 кВ, низкой

загрузкой трансформаторов ТП 10/0,4 кВ, неоптимальными установившимися

режимами в сетях по уровням напряжения, высокой погрешностью средств измерения электрической энергии, хищениями электроэнергии и недостатками в организации контроля за ее потреблением.

Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях является одним из наиболее трудоемких мероприятий. Это связано со следующими особенностями распределительных сетей:

- большим объемом обрабатываемой информации с одновременно низкой ее достоверностью;

- большой разветвленностью и протяженностью электрических сетей;

- динамикой изменения схемных и особенно режимных параметров электрических сетей;

- различным исполнением участков: пятипроводные (три фазы, нулевой и фонарный провод), четырехпроводные (три фазы и нуль), трехпроводные (две фазы и нуль), двухпроводные (одна фаза и нуль);

- неравномерностью загрузки фаз;

- неодинаковостью фазных напряжений на шинах питающей ТП и т.д.

Следует также отметить, что методы расчета режимов электрических сетей, уровней напряжения в узлах, потерь мощности и электроэнергии должны быть в максимальной степени адаптированы к имеющимся в условиях эксплуатации сетей схемным и режимным параметрам.

№ Наименование РЭС 2009, % 2010,% 2011,% 2012,% 2013,% 2014 (10 месяцев),%

1 Урицкий РЭС 33,93 27,29 26,33 24,55 23,58 22,58

2 Дмитровский РЭС 41,83 41,86 41,95 37,04 30,11 27,80

3 Кромской РЭС 23,53 23,82 22,72 19,80 19,13 18,26

4 Шаблыкинский РЭС 23,25 19,44 20,25 19,23 18,21 17,73

5 Хотынецкий РЭС 31,04 32,23 26,50 24,65 22,08 21,91

6 Глазуновский РЭС 26,32 25,96 22,33 22,40 21,16 22,15

7 Свердловский РЭС 32,53 26,57 25,23 27,24 25,22 21,85

8 Малоархангельский РЭС 18,43 18,16 16,93 16,36 15,17 13,09

9 Троснянский РЭС 23,78 22,46 23,65 22,11 20,15 18,49

10 Сосковский РЭС 42,98 42,62 42,23 42,04 46,04 36,51

11 Орловский РЭС 42,30 41,12 39,93 31,51 26,71 25,85

12 Ливенский РЭС 32,41 31,36 29,60 26,13 22,34 23,35

13 Должанский РЭС 51,39 44,28 39,21 36,27 27,25 31,55

14 Колпнянский РЭС 35,23 37,97 36,09 30,90 26,27 22,38

15 Покровский РЭС 43,09 45,23 40,68 33,68 27,97 25,99

16 Верховский РЭС 34,67 34,64 33,57 32,65 26,55 26,03

17 Новодеревеньковский РЭС 36,03 32,69 29,12 25,26 25,45 23,76

18 Краснозоренский РЭС 30,05 33,10 29,29 19,85 17,45 14,13

19 Мценский РЭС 37,49 38,42 19,94 19,95 18,97 18,05

20 Залегощенский РЭС 37,28 32,42 33,13 30,22 25,79 26,34

21 Болховский РЭС 45,03 42,36 33,72 31,76 29,13 28,12

22 Новосильский РЭС 36,74 40,56 42,67 40,65 40,51 38,92

23 Знаменский РЭС 38,02 37,79 28,99 28,63 26,04 26,08

24 Корсаковский РЭС 17,42 15,83 19,18 19,42 0,46 18,16

Таблица 1 - Фактические потери электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»

Поэтому разработка мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» является

актуальной задачей.

Материалы и методы

исследования. Для разработка

мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» определим согласно [6] фактические потери электроэнергии в 24-х районных электрических сетях (РЭС). Результаты фактических потерь

электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» представлены в таблице 1.

Согласно таблице 1 , наблюдается тенденция к снижению фактических потерь в РЭС филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Этому способствовали

мероприятия по обнаружению безучетного и бездоговорного потребления

электроэнергии. В результате проведенных рейдов в 2013 году было выявлено более 290 случаев несанкционированного энергопотребления, в 2014 году - 429 случаев, при этом сокращение потерь электроэнергии составило 3,5 миллиона кВтч, а за пять лет было выявлено более 1500 случаев несанкционированного потребления. В свою очередь отчётные потери филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» составили в 2009 г. -13,15%, 2010 г. - 13,13%, 2011 г. - 12,71%, 2012 г. - 11,93%, 2013 г. - 11,52%, 2014 г. (за 10 месяцев) - 9,51. Динамика сокращения потерь электроэнергии в натуральном выражении представлена на рисунке.

Потери, тыс. кВтч

320000.0 310000.0 300000.0 290000.0 280000.0 270000.0

2009 2010 2011 2012 2013

Динамика сокращения потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»

Положительная динамика

обусловлена реализацией комплекса мер, направленных на снижение уровня потерь электроэнергии в целом. В частности, снизить потери удалось благодаря:

- установке на энергообъектах и границах балансовой принадлежности высокоточных приборов учета;

- замене перегруженного оборудования подстанций на более мощное;

- оптимизации рабочего напряжения питающих центров;

- реконструкции подстанции 110/6 кВ «Западная»;

- реконструкции ВЛ-110 кВ «Стальной Конь»;

- реконструкции трансформаторных подстанций 110 кВ «Колпны», «Залегощь», «Нарышкинская» и частичной реконструкции подстанций 110 кВ Альшанская, Химмаш, Южная;

- замене ВЛ на ВЛИ;

- увеличению количества проверок безучетного и бездоговорного потребления электроэнергии.

Также проанализирована динамика потерь электроэнергии в ОАО «МРСК Центра», представленная в таблице 2.

Таблица 2 - Потери электроэнергии в ОАО «МРСК Центра» за 2010-2013 годы, %

РСК/год 2010 год 2011 год 2012 год 2013 год

Факт Рейтинг Факт Рейтинг Снижение -/ Рост + к 2010 году Динамика, % к % Рейтинг Факт Рейтинг Снижение -/ Рост + к 2010 году Динамика, % к % Рейтинг Факт Рейтинг Снижение -/ Рост + к 2010 году Динамика, % к % Рейтинг Снижение -/ Рост + к 2010 году Динамика за 3 года, % к %

Белгород-энерго 16,2 - 16,2 - ©0 <о О, <о 00 15,5 -  3, - г- 14,3 - - г-"4 - г- 8, - -11,4

Брянск-энерго 26,9 26,2 с--, <о - 8, - "Л 26,3 00 о <0 о 24,3 о\ г<Г - г-"4 - ю - г-, сТ -

Воронеж-энерго 21,4 21,5 <о <о <о о\ 19,9 <м - с--" - СП 18,1 8, - 2, сТ - СП 3, СП* - -15,5

Кострома-энерго 18,5 <м 18,7 <м <о - 17,9 <м 1 0, - 00 17,8 СП 2, <0 - 9, <о - - 7, <о - 8, СП* -

Курск-энерго 16,8 16,0 8, <о - 6, - 21,4 33,6 - 19,6 ю 8, - 4, 00 - ГА 16,7

Липецк-энерго 29,9 г- 23,3 - -22,1 22,0 г- 1 9, ич" - ич 21,3 г- с--, <о - <о сп^ - о ю 00 - -28,8

Орел-энерго 34,9 о\ 30,5 г- - -12,6 <м 26,9 о\ - 7, - <М 23,9 00 СП^ - 3, - - 0, - -31,6

Смоленск-энерго 25,4 ич 23,4 ич <о г<Г - 8, С-7 - СП 20,4 ич СП - -12,7 - 18,5 О, Г<Г - г-, сТ - <М 9, - -27,3

Тамбов-энерго 20,3 СП 19,9 СП 5, <о - 2, - ю 18,5 СП 1 с-"4 - 17,3 <м - 3, - 00 р, СП* - -14,9

Тверь-энерго 35,1 о 34,5 о\ 6, <о - - г- 33,3 - 1 5, сп" - о\ 30,7 - 6, - 9, г-"4 - ич 4, - -12,6

Яр- энерго 33,2 00 33,3 00 <о <0 о 31,5 о <м - ич" - 29,9 о - ич" - о\ 3, СП* - -10,0

Результаты и обсуждение.

Результаты анализа показали, что тенденция сокращения потерь

электроэнергии наблюдается во всех филиалах ОАО «МРСК Центра». Сокращение потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» в период 2012-2013 гг. составило 3,05%, а в период 2010-2013 гг. составило 11,01%. Но потери

электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» остаются на высоком уровне.

Для сохранения положительной тенденции снижения потерь

электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» с учетом опубликованных в [3-9] рекомендаций разработаны мероприятия на 2014-2019 гг., которые представлены в таблице 3.

Оптимизация мест размыкания линий электропередачи с двусторонним питанием

Оптимизация установившихся режимов электрических сетей

« к н я Оптимизация распределения нагрузки между подстанциями основной электрической сети за счет переключений в ее схеме

к Оптимизация мест размыкания контуров электрических сетей

о Оптимизация рабочих напряжений в центрах питания радиальных электрических сетей

Отключение в режимах малых нагрузок

X X Отключение трансформаторов на подстанциях с сезонной нагрузкой

о к Выравнивание нагрузок фаз в электросетях

ей со Сокращение продолжительности ремонта

К X Снижение расхода электрической энергии на собственные нужды подстанций

г р О Ввод в работу неиспользуемых средств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой

Выполнение ремонтов под напряжением на воздушных линиях электропередачи

Выявление неучтенной электрической энергии в результате проведения рейдов

Установка и ввод в работу устройств компенсации реактивной мощности

Установка и ввод в работу шунтирующих реакторов

Замена перегруженных, установка и ввод в работу дополнительных силовых трансформаторов на эксплуатируемых подстанциях

« к н Замена недогруженных силовых трансформаторов

Установка и ввод в работу устройств

« и п о Установка и ввод в работу на трансформаторах с РПН устройств автоматического регулирования коэффициента трансформации

е и Установка и ввод в работу устройств автоматического регулирования мощности БСК в электрических сетях

К и о е сг Установка и ввод в работу вольтодобавочных трансформаторов с поперечным регулированием

к X Оптимизация нагрузки электросетей за счет строительства

X <и н Перевод электрических сетей на более высокое номинальное напряжение

Установка и ввод в работу БСК для продольной компенсации

Модернизация оборудования собственных нужд на подстанциях

Замена провода

Таблица 3 - Мероприятия по снижению потерь электроэнергии

Таблица 4 - Планируемый объем снижения потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго»

Мероприятия по совершенствованию систем расчетного и технического учета электрической Организация равномерного снятия показаний электросчетчиков строго в установленные сроки по группам потребителей

Выделение цепей учета электрической энергии на отдельные обмотки трансформаторов тока

Устранение недогрузки и перегрузки

Установка электросчетчиков повышенных классов точности

Установка дополнительной аппаратуры

Проведение проверок и обеспечение своевременности и правильности снятий показаний электросчетчиков

Установка электросчетчиков учета на границах балансовой и эксплуатационной ответственности

Составление и анализ небалансов электрической энергии по подстанциям и электростанциям

Компенсация индуктивной нагрузки трансформаторов напряжения

Установка на подстанциях с дежурным персоналом сигнализации о выходе из строя высоковольтных предохранителей трансформаторов напряжения

Развитие системы учета

Заключение энергосервисных контрактов

Объем снижения потерь, млн.кВт*ч

Наименование мероприятия План

2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.

Организационные мероприятия 5,27 5,27 4,475 4,475 4,455

Мероприятия ремонтной программы 3,62 3,63 3,625 3,625 3,625

Программа технического перевооружения и реконструкции 0 0 0 0 0

Программа развития системы учета 1,64 1,64 0,850 0,850 0,830

Энергосервисный контракт 0 0 0 0 0

Согласно [6] определены объемы снижения потерь электроэнергии при реализации предложенных мероприятий. Результаты расчетов представлены в таблице 4.

Выводы. В ОАО «МРСК Центра» наблюдается тенденция сокращения потерь электроэнергии во всех филиалах. Сокращение потерь электроэнергии в целом по ОАО за 3 года составило 13,52%. Также наблюдается положительная динамика сокращения потерь

электроэнергии и в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго». Но потери электроэнергии остаются еще довольно

большими. Разработанные мероприятия по снижению потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» в период 2014-2019 гг. позволят сократить потери электроэнергии в размере 61,2224 млн кВт*ч, то есть около 37,6%.

Литература

1. Галыгина, О.С. О некоторых аспектах учета и потерь электроэнергии в предприятиях электросетей / О.С. Галыгина, В.Ф. Заугольников // Энергетик. - 2004. -

№ 5. - С. 18-22.

2. Старцев, А.П. Об анализе потерь электроэнергии / А.П. Старцев // Электрические станции. - 2002. - № 12. -С. 7-10.

3. Потребич, А.А. Эффективность выбора мероприятий по снижению потерь энергии в электрических сетях энергосистем / А.А. Потребич // Электрические станции. - 2001. - № 5. - С. 34-36.

4. Поспелов, Г.Е. Потери мощности и энергии в электрических сетях / Г.Е. Поспелов, Н.М. Сыч. - Москва: Энергоиздат, 1981. - 216 с.

5. Железко, Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: руководство для практических расчетов / Ю.С. Железко. -Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 176 с.

6. Приказ Министерства энергетики РФ от 30.12.2008 г. № 326 «Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям».

7. Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов / пер. с англ. Е.В. Мельниковой; ред. пер. B.C. Ионов

// Энергосбережение. - 2003. - № 6. -С. 66-70.

8. Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов / пер. с англ. Е.В. Мельниковой; ред. пер. B.C. Ионов

// Энергосбережение. - 2004. - № 1. -С. 61-65.

9. Smekalov V.V., Dolin А.Р., Pershi-na N.F. Condition assessment and life time extension of power transformers. CIGRE, session, 2002, 12-102.

References

1. Galygina O.S. O nekotorykh aspektakh ucheta i poter' elektroenergii v predpriyatiyakh elektrosetei [On some aspects of accounting and energy losses in electricity

companies], Energetik, 2004, No. 5, pp. 1822.

2. Startsev A.P. Ob analize poter' elektroenergii [On the analysis of power losses], Elektricheskie stantsii, 2002, No. 12, pp.7-10.

3. Potrebich A.A. Effektivnost' vybora meropriyatii po snizheniyu poter' energii v elektricheskikh setyakh energosistem [The effectiveness of the selection of measures to reduce energy losses in electric networks of power supply], Elektricheskie stantsii, 2001, No. 5, pp. 34-36.

4. Pospelov G.E. Poteri moshchnosti i energii v elektricheskikh setyakh [Power and energy losses in electric networks], Energoizdat, 1981, 216 p.

5. Zhelezko Yu.S. Vybor meropriyatii po snizheniyu poter' elektroenergii v elektricheskikh setyakh: Rukovodstvo dlya prakticheskikh raschetov [The choice of measures to reduce losses in electric networks: a guide for practical calculations], Energoatomizdat, 1989, 176 p.

6. Prikaz Ministerstva energetiki RF ot 30.12.2008 g. No. 326 «Ob organizatsii v Ministerstve energetiki Rossiiskoi Federatsii raboty po utverzhdeniyu normativov tekhnologicheskikh poter' elektroenergii pri ee peredache po elektricheskim setyam».

7. Energosberezhenie v Evrope: primenenie energoeffektivnykh raspredelitel'nykh transformatorov. Per. s angl. E.V. Mel'ni-kovoi. Red per. B.C. Ionov [Energy conservation in Europe: the use of energy-efficient distribution transformers], Energosberezhenie, 2003, No. 6, pp. 66-70.

8. Energosberezhenie v Evrope: primenenie energoeffektivnykh raspredelitel'nykh transformatorov. Per. s angl. E.V. Mel'nikovoi. Red per. B.C. Ionov [Energy conservation in Europe: the use of energy-efficient distribution transformers], Energosberezhenie, 2004, No. 1, pp. 61-65.

9. Smekalov V.V., Dolin A.R., Pershi-na N.F. Condition assessment and life time extension of power transformers. CIGRE, session, 2002, 12-102.

Сведения об авторах

Бородин Максим Владимирович - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры электроснабжения, ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный Университет» (Россия). Тел.: 8 (4862) 76-34-64. E-mail: Maksimka-borodin@yandex .ru.

Виноградов Александр Владимирович - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электроснабжения, ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный Университет» (Россия). Тел.: 8 (4862) 76-34-64, 89202879024, winaleksandr@rambler.ru.

Волченков Юрий Алексеевич - заместитель директора по развитию и реализации услуг филиала ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго» (г. Орел, Россия). Тел.: 8(4862)43-70-93.

Information about the authors

Borodin Maxim Vladimirovich - Candidate of Technical Sciences, senior lecturer of the Power supply department, FSBEI HE «Orel State Agrarian University» (Russia). Phone: 8(4862)76-34-64. E-mail: Maksimka-borodin@yandex.ru.

Vinogradov Alexander Vladimirovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, head of Power supply department, FSBEI HE «Orel State Agrarian University» (Russia). Phone: 8 (4862) 76-34-64, 8(920)28-79-024. E-mail: winaleksandr@rambler.ru.

Volchenckov Yuri Alekseyevich - Deputy Director for Development and Services Implementation, a branch of JSC "IDGC Center"-"Orelenergo" (Orel, Russia). Phone: 8 (4862) 43-70-93.