Об ухудшении электроснабжения потребителей при размыкании линии электропередачи с несколькими транзитными подстанциями

В рекомендации по размыканию контуров исходят из неизменного распределения нагрузок по подстанциям ЛЭП, при котором есть участок, размыкание которого почти не влияет на токи нагрузок в остальных участках ЛЭП.

При внимательном рассмотрении проблемы размыкания на примере электропередачи с несколькими транзитными подстанциями (рис. 4) становятся ясными негативные следствия размыкания. А именно:

– величины нагрузок существенно меняются в течение суток, семидневной недели, от сезона к сезону и при этом слабо коррелированно между собой;

– диспетчеры размыкают менее надежные (в смысле интервала времени от последнего ремонтного обслуживания линий и др.) участки, а не рассчитанные по указанной методике;

– суточный, недельный, т. п. график каждой из нагрузок переменный, и моменты максимумов и минимумов нагрузок потребителей смещены во времени;

– при большой транспортной составляющей потока в "замкнутой" ЛЭП участка с близким к нулю током может и не быть; в этом случае линию надо не разомкнуть, а просто снизить транспортную составляющую до адекватной величины;

– так называемое размыкание означает вывод из эксплуатации участка ЛЭП;

– при авариях на тупиковых линиях возможен ввод в работу резервной линии с противоположной стороны, но он занимает заметное время. Поэтому при размыкании в десятки и сотни раз возрастает вероятность нарушения производства, работающего в автоматическом режиме у потребителей на транзитных подстанциях.

Часто ЛЭП, идущие на встречу с противоположных концов, проектировщики и строители вообще не замыкают, имея введу проблему размыкания контуров. Тогда и резервного ввода не может быть.

Из изложенного следует, что при реальном размыкании величины нагрузок на транзитных подстанциях далеки от расчетного случая. Но если до размыкания к каждой из них энергия поступала с двух сторон, то теперь – только с одной. Потоки мощности к каждой из нагрузок слабо коррелированны относительно друг друга. Поэтому размыкание ведет к значительному росту фактических потерь.

Из изложенного также вытекают показатели ухудшения электроснабжения потребителей при размыкании, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Показатели ухудшения электроснабжения потребителей при размыкании линии электропередачи с несколькими транзитными подстанциями

Характеристика особенностей сети в месте размыкания контура	Показатель ухудшения качества напряжения у более пострадавшего потребителя	Показатель увеличения потерь в связях с сетью у более пострадавшего потребителя	Кратность увеличения вероятности нарушения производства с автоматическими системами управления
1. Сосредоточение нагрузки с преобладающей реактивной или полной мощностью с одной стороны от точки размыкания и при этом симметричной сети относительно места размыкания	или более при не симметрии основной сети	более двух, так как примыкающий к точке размыкания участок линии выпадает из работы	10 100
2. Сосредоточение нагрузки с преобладающей реактивной мощностью по одну сторону точки размыкания, а нагрузки с преобладающей активной мощностью – по другую.	или более при не симметрии основной сети	Больше единицы	10 100
3. Слабость основной сети со стороны расчетной точки размыкания	2 4	3 и более	10 100

Уместно говорить о "ползучем" разрушении нижних слоев сети вследствие постепенного нарастании год от года числа разомкнутых ЛЭП. Этот процесс на практике происходит следующим образом.

После ввода в эксплуатацию каждая ЛЭП отключается многократно исходя из диспетчерских, ремонтных и других соображений. Плановый ремонт относительно скоротечен, и через несколько дней ЛЭП можно вводить в рабочий режим. Но вариант работы "с разомкнутым контуром", то есть без данного или смежного участка ЛЭП, более "удобен" для служб, ответственных за размыкание. Поэтому он сохраняется даже в режимах, когда тепловых перегрузок проводов "замкнутой" ЛЭП уже не возникает.

В настоящее время две трети населения России проживает в небольших городах и поселках городского типа. Их электроснабжение обеспечивается от многоподстанционных ЛЭП 110 и реже 220 кВ. Размыкание этих ЛЭП ведет к существенному ухудшению показателей качества электроэнергии для этих потребителей и росту потерь в сети. К тому же, как показано в таблице 1, размыкание ведет к резкому увеличению вероятности кратковременной потери питания, и вызванному этим негативному воздействию на работу предприятий и на комфортность жизни населения.

Таким образом, борьба с размыкание контуров в сетях 110 и 220 кВ следует рассматривать как одну из стратегических задач отечественной электротехники сетей сверхвысокого напряжения (СВН). А менеджеры электроэнергетики должны создать благоприятные условия для решения этой задачи: мониторинг размыканий, полноценные базы расчетных данных, отработанные программы расчета установившихся режимов и их оптимизации, и, наконец, реализацию в сети головных проектов оборудования, создающего условия для предотвращения вынужденного размыкания.