Надежное электроснабжение обеспечивает энергосбережение на предприятии

М. С. Бернер, президент Aссоциации энергоменеджеров, заслуженный энергетик РФ,

А. Н. Тарасова, Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)

Вопросы качества электроэнергии отражены в ГОСТ 13109–97. Наибольшие неприятности для работы оборудования доставляют провалы напряжения. В ГОСТе установлены только предельно допустимые значения длительности провала напряжения в электрических сетях до 20 кВ включительно, равного 30 сек. Частота провалов напряжения вообще не нормируется.

Отсутствие в ГОСТе указания о количестве провалов напряжения в течение года позволяет сетевым компаниям не проявлять должного контроля и внимания за надлежащим состоянием и обслуживанием своего электросетевого хозяйства. Вместе с тем необходимо отметить, что в большинстве случаев провалы напряжения в распределительную сеть транслируются из сетей более высокого напряжения.

Каждый провал напряжения влечет за собой кратковременный сбой в работе технологического оборудования. Разные отрасли промышленности реагируют по-своему на это явления. В механообрабатывающей отрасли это приводит к поломке инструмента и браку продукции, в нефтяной промышленности – к сокращению добычи нефти из-за остановки насосов и их последующему перезапуску, в полиграфической промышленности – к потере материалов и простою и т. д. В связи с этим появ-ляются дополнительные затраты электроэнергии на восстановление производственного цикла, на восполнение недополученной продукции, а также снижается производительность труда.

Наиболее эффективный путь сокращения случаев провала напряжения, по которому пошли европейские страны, в том числе и Германия, заключается в повышении надежности работы элементов электрической сети. В первую очередь это касается воздушных линий передач напряжением 110 кВ и выше. Воздушные электрические линии, являясь протяженным объектом, в наибольшей степени подвержены влиянию окружающей среды.

Движение воздушных масс часто приводит к раскачиванию проводов до такой степени, что они схлестываются друг с другом и вызывают короткое замыкание в электросети с последующим ее отключением и затем повторным ее включением.

Различают несколько видов колебания проводов, вызванных движением воздушных потоков:

• коротковолновые колебания, связанные с вихревыми потоками воздуха;
• длинноволновые колебания – «пляска проводов».

Длинноволновые колебания образуются главным образом в зимнее время за счет появления кристаллов льда на поверхности электролиний. Этим явлениям в первую очередь подвержены линии, проходящие в электросетевых компаниях юга России.

Высокочастотные колебания в коротковолновом диапазоне под действием воздушных масс оказывают отрицательное влияние на работу линий электропередач. Причиной этого является периодический отрыв завихрений на подветренной стороне проводов и тросов. В результате этот провод или трос приводится в колебание в плоскости, поперечной направлению набегающего потока. Эти колебания вызывают дополнительные попеременные гибочные нагрузки на провод, который накладывается на уже действующие на провод статические напряжения при изгибе и натяжении. Последствием таких чрезмерных нагрузок может стать облом отдельных проводов в месте размещения зажима по причине усталости материала. Все эти явления хорошо известны специалистам электросетевых компаний. Однако они не несут никакой ответственности перед потребителями за качественное электроснабжение. Об этом свидетельствуют участившиеся случаи провалов напряжения.

Германия уделяет исключительное внимание надежности работы воздушных линий электропередач. Старейшая немецкая фирма RIBE постоянно проводит исследования и на основе полученных результатов разрабатывает и изготавливает электроарматуру. Среди успешных разработок необходимо отметить междуфазные распорки, обеспечивающие надежную защиту от схлестывания проводов друг с другом. Фирма RIBE разработала концепцию гашения колебаний, которая является наиболее оптимальным решением, что позволяет рассчитывать и изготавливать виброгасители с учетом всех требований эксплуатации.

Одной из причин развития известной аварии на подстанции «Чагино» в мае 2005 года стало отсутствие информации о нагреве проводов сверх расчетных величин. Нагрев проводов был вызван не только перегрузкой сети, но и увеличением провеса проводов, чему способствовала также высокая температура окружающего воздуха. В связи с этим необходимо воспользоваться зарубежным опытом по эффективному слежению за воздушными линиями электропередач. Та же фирма RIBE разработала систему RITHERM, которая позволяет с высокой точностью контролировать температуру нагрева проводов воздушных линий и передавать данные на диспетчерский пульт организации, эксплуатирующей воздушные линии электропередач.

Внедрение современных технологий в эксплуатацию высоковольтных воздушных линий снизит аварийность, что окажет положительное влияние на экономию энергии на всех уровнях.