Выявление сверхнормативных транспортных потерь в электрических сетях

А. Ф. Космачев, руководитель Центра кабельных технологий и электросбережения, Санкт-Петербург

Транспортные потери электроэнергии

Основным элементом сети, обеспечивающим транспортировку электроэнергии, является электрический кабель. Доля потребления электричества при транспортировке в кабелях (норма данных транспортных потерь около 5%) входит в общий объем потребляемой электроэнергии, поэтому сохранение транспортных потерь на уровне нормы является главным экономическим показателем эффективности служб электроснабжения.

Большинство предприятий-потребителей имеют электрические сети и кабели с большим сроком эксплуатации. Это значит, кабели подвергались воздействию внешних повреждающих факторов, из-за чего в местах соединения кабелей происходили негативные изменения и образовывались локальные скрытые дефекты.

В местах скрытых дефектов нарушаются нормальные условия транспортировки электричества, что ведет к сверхнормативным потерям электричества, иногда превышающим уровень нормы в несколько раз. На преодоление скрытых дефектов потребляется дополнительная электрическая мощность. По этой причине увеличивается общее потребление и плата за электричество (рис.).

Рисунок. Расходы предприятий из-за потерь электричества в собственных кабелях

Имеются данные [1, 2], что в зависимости от количества и величины скрытых дефектов в кабелях электрических сетей при транспортировке может теряться каждый третий–шестой киловатт.

Кроме того, в местах скрытых дефектов возникает локальный перегрев, ускоряется разрушение изоляции, появляются аварии типа «короткое замыкание», кабели теряют ресурс работоспособности и сокращается срок их надежной эксплуатации.

Последствия дефектов в электрокабелях

Потери предприятий из-за скрытых дефектов кабелей электрических сетей имеют следующие негативные последствия:

• потери при транспортировке 15–25% от общего объема покупаемого электричества,
• ежегодное увеличение расходов на оплату потерь и роста тарифов на электричество,
• потери от аварий (из-за невыявленных и неликвидированных скрытых дефектов),
• уменьшение общих экономических показателей из-за снижения капитальной стоимости инженерных сетей и ресурса работоспособности,
• увеличение себестоимости продукции¹.

С учетом значительных потерь предприятий из-за неэффективного потребления электричества ликвидация существующих больших потерь в собственных кабелях предприятия позволяет получить реальный экономический эффект.

Однако практическое решение этой проблемы сдерживалось из-за ограниченных технических возможностей, средств и методик, например по измерению изоляции и проведению высоковольтных испытаний кабельных линий. Кроме того, есть убедительные данные, что сами испытания отрицательно воздействуют на кабели, ухудшают состояние изоляции, искусственно сокращают ресурс работоспособности, т.к. вызывают увеличение количества и величины скрытых дефектов.

Решение проблемы – методика инструментального обследования кабелей

Для практического решения проблемы сверхнормативных транспортных потерь в кабелях электрических сетей предприятий была создана методика и технология инструментального обследования кабелей 0,4–110,0 кВ, состоящая из трех этапов: получение данных о конструкции кабельной линии, обработка полученных данных, диагностирование и выявление мест скрытых дефектов. Для реализации методики были определены и адаптированы необходимые новейшие технические средства.

Инструментальное обследование кабеля показывает однородность конструкции и местоположение имеющихся скрытых дефектов. Анализ и оценка этих результатов позволяет достоверно определять объемы плановых ремонтов для ликвидации скрытых дефектов. После их выполнения достигаются следующие положительные результаты:

• восстанавливаются основные электрические характеристики и ресурс работоспособности,
• ликвидируются сверхнормативные транспортные потери электричества.

Результаты инструментального обследования позволяют выполнить в полном объеме требования главы 1.6 Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, а именно:

• проведение технического освидетельствования и диагностики конструкции по длине кабельных линий,
• получение исходных данных для организации и проведения ремонтов в местах скрытых дефектов.

Разработанная на основе современной нормативно-правовой базы энергосбережения методика позволяет реализовать эффективный энергоменеджмент на каждом предприятии с целью значительного сокращения общего электропотребления (на 15–25%) и потерь электричества при его транспортировке.

Практические результаты

В течение нескольких лет проводилось обследование кабелей на различных предприятиях, и были получены следующие результаты:

• большинство кабелей с длительным сроком эксплуатации сохраняет ресурс работоспособности, так как скрытые дефекты не превышают 5–10% от их общей длины;
• обследование кабелей любых типов конструкции с помощью методики позволяет достоверно выявить причины сверхнормативных транспортных потерь;
• после ликвидации скрытых дефектов в кабелях восстанавливаются электрические характеристики, сокращаются сверхнормативные транспортные потери электричества и значительно снижается общее потребление электричества.

Литература

1. Добрусин Л. А. Повышение энергоэффективности электросетевого комплекса России // Энергосбережение. 2013. № 7.
2. Воротницкий В. Э. Снижение потерь электроэнергии – важнейший путь энергосбережения в электрических сетях // Энергосбережение. 2014. №№ 3, 4.

¹ Технологические потери электричества входят в себестоимость продукции согласно ст. 25 Налогового кодекса РФ, а именно в пределах нормативов, утвержденных приказами Минпромэнерго РФ № 265, 267, 269 от 4 октября 2005 года и № 3 от 13 января 2006 года.