Низкое качество электроэнергии в электрических сетях 35-220 кВ, питающих электрифицированные железные дороги совместно с потребителями общего пользования. Технологии его нормализации
РЕШЕНИЕ
круглого стола «Низкое качество электроэнергии в электрических сетях 35-220 кВ, питающих электрифицированные железные дороги совместно с потребителями общего пользования. Технологии его нормализации» в рамках Международного форума «Электрические сети» (МФЭС)
Круглый стол «Низкое качество электроэнергии в электрических сетях 35-220 кВ, питающих электрифицированные железные дороги совместно с потребителями общего пользования. Технологии его нормализации» проходил 22 ноября 2022 года в Москве (павильон № 57 ВДНХ).
В круглом столе, организованном ТОО «Усть-Каменогорский конденсаторный завод» (УККЗ) и его московским представительством ООО «Усть-Каменогорский конденсатор» при информационном партнерстве с журналом «Энергоэксперт», приняли участие более 40 представителей электросетевых компаний, потребителей электроэнергии и производителей устройств компенсации реактивной мощности (УКРМ) и повышения качества электроэнергии (КЭ), научных и проектных организаций.
В ходе мероприятия были рассмотрены технические и нормативно-правовые аспекты проблемы низкого КЭ в электрических сетях, питающих электрифицированные железные дороги совместно с потребителями общего пользования, и возможности его нормализации (приведения параметров к нормам ГОСТ 32144-2013), в том числе:
- анализ текущего положения с КЭ в электрических сетях, питающих Транссиб и БАМ;
- оценка негативного влияния искажений напряжения на потребителей;
- существующие технологии и опыт применения устройств компенсации негативного влияния резко-переменных нагрузок на питающую сеть и показатели КЭ;
- типы и мощности отечественного оборудования УКРМ и нормализации КЭ;
- правовые аспекты стимулирования потребителей, в том числе Трансэнерго — филиала ОАО «РЖД», к применению технических средств, обеспечивающих нормативное КЭ в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей.
Модератором мероприятия выступил к.т.н., генеральный директор ТОО «УККЗ» В.В. Аксенов. В обсуждении проблем, заявленных в программе круглого стола с докладами, сообщениями и выступлениями приняли участие: В.В.Аксенов, В.С. Чуприков, С.В.Павленко, Н.А. Ершов, А.И. Демин, С.И. Гусев, Ю.А.Дементьев, Д.Н. Ярош, Л.И. Коверникова, Н.Л.Новиков, Р.Г.Шамонов, В.Э. Воротницкий.
По результатам дискуссии на круглом столе были сделаны следующие выводы:
- Отсутствие на тяговых подстанциях (ТПС) ОАО «РЖД» устройств КРМ и нормализации КЭ, в первую очередь в дефицитных энергорайонах Забайкальской, Амурской и Хабаровской энергосистем, приводит к регулярным нарушениям нормативных требований по показателям КЭ, характеризующим искажения синусоидальности, несимметрию и колебания напряжения.
- Искажения тока и напряжения, многократно превышающие предельные значения по ГОСТ 32144-2013, вызванные работой тяговых подстанций, распространяются по электрическим сетям на сотни километров от искажающей нагрузки и вызывают нарушения в работе и повреждения оборудования прочих потребителей.
- Выпускаемые в РФ быстродействующие пофазно-регулируемые полупроводниковые УКРМ типа СТК и СТАТКОМ позволяют обеспечить электромагнитную совместимость переменной железнодорожной нагрузки с питающей сетью и нормализовать показатели качества электроэнергии в точках передачи электрической энергии тяговым подстанциям согласно ГОСТ 32144-2013, но остаются пока невостребованными из-за отсутствия экономических стимулов к их применению. Устанавливаемые на ряде подстанций ПАО «ФСК ЕЭС» управляемые шунтирующие реакторы выполняют исключительно системные функции и влияют на КЭ только в части снижения отклонений напряжения.
Электросетевые компании, прежде всего ПАО «ФСК ЕЭС», разрабатывают и реализуют мероприятия по компенсации искажений на своих подстанциях. При этом возникает необходимость установки УКРМ экстраординарно большой мощности, что не позволяет обосновать целесообразность подобных затрат при утверждении инвестиционных программ в регулирующих органах. В результате каждое «неискажающее» промпредприятие для обеспечения надежной работы чувствительных к качеству напряжения нагрузок вынуждено самостоятельно решать вопрос доведения КЭ до норм ГОСТ путем установки УКРМ непосредственно на собственных объектах.
- Нормализация показателей качества питающего напряжения для локальной нагрузки практически не влияет на качество электроэнергии в примыкающей высоковольтной сети, а, следовательно, и в электроустановках других неискажающих потребителей.
- В энергорайонах, расположенных вблизи источников электроэнергии, отличающихся высокими уровнями мощности короткого замыкания (МКЗ), проблем с низким КЭ в связи с наличием электротяги, как правило, не возникает в нормальных режимах (исключение вызывают ремонтные режимы электросетей). Примером являются западносибирские и центрально-сибирские участки Транссиба. В частности, ВЛ 500 кВ Иркутск-Чита, построенная в 90-е годы вдоль Транссиба, повысила МКЗ в регионе его прохождения, что во многом обеспечивает отсутствие здесь проблем с КЭ. То же можно сказать об эффекте нормализации КЭ на Дальнем Востоке в результате строительства в 2000-е годы сети ВЛ 500 кВ для выдачи мощности Бурейской ГЭС. Развитие электрических сетей 220–500 кВ Восточной Сибири и Дальнего Востока безусловно будет способствовать росту МКЗ и снижению уровней искажений. Однако и это не позволит обеспечить нормированное КЭ с учетом планов по увеличению тяговых нагрузок в регионе на 2 ГВт.
- Как показывают расчёты, наиболее эффективным решением проблемы низкого КЭ в магистральных сетях, примыкающих к Транссибу и БАМу, является установка на тяговых подстанциях ОАО «РЖД» трехфазных компенсирующих устройств с пофазным управлением типа СТК и СТАТКОМ. Для стимулирования их применения в договорах о присоединении тяговых подстанций к электрической сети и договорах об электроснабжении существующих ТПС было бы целесообразно указать не только требование об их установке, но и предусматривать систему скидок и надбавок за пользование электроэнергией за исполнение этого пункта в размере, обеспечивающем нормативный срок окупаемости УКРМ. В этом может помочь нормирование в части обременения технических условий на подключение искажающих нагрузок к сети в зависимости от отношения МКЗ в точке присоединения к установленной мощности нагрузки, как это делается в энергокомпаниях за рубежом.
- В рамках разработки и практической реализации этапов Федерального проекта «Развитие железнодорожной инфраструктуры Восточного полигона железных дорог» для достижения его целей и решения поставленных задач необходимо разработать и внедрить Программу установки на ТПС ОАО «РЖД» УКРМ и других средств обеспечения КЭ в районах Забайкалья, Восточной Сибири и Дальнего Востока.
- Высокое КЭ в электрических сетях может быть обеспечено только при условии стимулирования применения современных УКРМ потребителями на государственном уровне, что требует принятия соответствующих законов, формирующих тарифную политику Российской Федерации в этой области.
- Для стимулирования обеспечения нормативных значений показателей КЭ необходимо разработать и ввести в действие удовлетворяющие современным требованиям следующие нормативные документы:
- правила присоединения «искажающих» потребителей к сети общего пользования по условиям влияния на КЭ и режим потребления реактивной мощности;
- правила применения и шкала скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию за качество электроэнергии и компенсацию реактивной мощности;
- методики определения долевого вклада «искажающих» потребителей в суммарное нарушение КЭ, размера и стоимости возмещения убытков от низкого КЭ на рынках электроэнергии;
- технический регламент «Требования к качеству электрической энергии» с формами и правилами подтверждения соответствия этим требованиям в точках поставки электроэнергии;
- правила и порядок непрерывного мониторинга показателей КЭ на границах между сетевыми компаниями и потребителями (в первую очередь, в узлах присоединения к магистральным электрическим сетям оптовых потребителей электроэнергии с мощными искажающими нагрузками, в частности, тяговых подстанций РЖД);
- отраслевой стандарт «Методика оценки системного экономического эффекта от установки и применения регулируемых УКРМ различных типов в магистральных и распределительных электрических сетях»
- отраслевой стандарт «Методика оценки влияния БСК на уровни гармонических составляющих токов и напряжений при присоединении к магистральным и распределительным электрическим сетям, питающим мощные нелинейные нагрузки»