Доля сетей среднего напряжения в общей инфраструктуре энергоснабжения России продолжает расти. Соответственно, растут и требования, предъявляемые к оборудованию, предназначенному для оснащения подстанций среднего напряжения. Это обусловлено рядом объективных факторов и, вероятнее всего, есть основания говорить о некой долговременной тенденции. На что обращать внимание заказчику при выборе оборудования?

 

 

 

Максим МОСКАЛЁВ,
руководитель инженерного отдела
компании Eaton

 

 

Что такое среднее напряжение и зачем оно нужно

Производитель электроэнергии и её потребитель, как правило, располагаются на значительном удалении друг от друга. Отсюда возникает проблема минимизации потерь мощности при доставке электричества.

Наиболее предпочтительное с экономических позиций решение — передача напряжения свыше 110 кВ. Поскольку потери мощности пропорциональны квадрату протекающего тока, то увеличение напряжения влечёт за собой уменьшение тока, а как следствие — и потери мощности.

Но у этого метода есть один существенный недостаток: подавляющему большинству потребителей требуется напряжение менее 1 кВ.

Безусловно, проблема решаема – специально для этого придуманы трансформаторные станции, способные понизить высокое напряжение сразу до низкого. И такие станции существуют, правда во всём мире, насколько мне известно, их насчитывается буквально несколько штук. Причина в том, что оборудование, понижающее напряжение со 110 кВ до 220 В, занимает слишком много места и стоит очень дорого. К тому же, высокое напряжение очень опасно, и прокладывать такие линии в непосредственной близости от людей вряд ли разумно.

Таким образом, сеть среднего напряжения — это некий промежуточный участок между транспортной высоковольтной и потребительской низковольтной сетями. Потери в них ещё не так высоки, но при этом эти сети среднего напряжения безопасны и требуют значительно меньше инвестиций.

Специфика среднего напряжения в России заключается в широком спектре его значений, равных 6, 10, 20 и 36 кВ. Наличие низких значений обусловлено разнообразием объектов, нуждающихся в электроснабжении. Например, в нашей стране есть небольшие посёлки и предприятия, не требующие значительной мощности, — даже 20 кВ для них будет очень много.

 

Поступательный рост спроса

Согласно статистическим данным, только в Москве в первом полугодии 2019 года было введено в эксплуатацию 5,5 млн кв. м недвижимости, в том числе 2,2 млн кв. м жилья. По сравнению с аналогичным периодом 2018 года данный показатель вырос в три раза.

Из этих чисел хорошо видны масштабы строительства в России. А каждый новый объект требует инженерных коммуникаций, в том числе и системы энергоснабжения. Решить проблему можно либо за счёт строительства новых подстанций, либо модернизацией старых.

Дополнительно я хотел бы обратить внимание на ещё один немаловажный фактор. Ещё в советские времена было введено в эксплуатацию большое количество подстанций среднего напряжения. В настоящее время ресурс установленного на них оборудования практически исчерпан, оно нуждается в замене.

Совокупность этих причин приводит к тому, что спрос на устройства распределения среднего напряжения продолжает расти, и эта тенденция сохранится. Но это вовсе не означает, что конкуренция в данном сегменте рынка ослабнет. Вероятнее всего, тенденция будет обратной.

 

Особенности распределения среднего напряжения

Рост спроса на среднее напряжение сопровождается повышением требований к качеству оборудования, обеспечивающего его распределение. Причём второе условие уже зафиксировано в ряде нормативных документов, поэтому является обязательным для исполнения проектными и монтажными организациями.

Причины ужесточения требований к качеству оборудования распределения среднего напряжения обусловлены в первую очередь их физической близостью к конечному потребителю. В частности, мне известны объекты, на которых соответствующие подстанции размещены непосредственно в жилых зданиях.

Безопасность и надежность. Самое низкое среднее напряжение — 6 кВ. Конечно, это значительно меньше крайне опасных 110 кВ, но контакт с токонесущими элементами продолжает оставаться опасным для человека.

Экологичность. Также следует учитывать возможность утечки используемых для изоляции веществ, что может нанести экологический ущерб окружающей среде. Последнее обстоятельство является причиной предпочтительного использования экологически безопасных изоляционных сред: элегаза или вакуума. Даже в случае какой-либо чрезвычайно ситуации ущерб жизненному пространству будет минимален.

Компактность. На мой взгляд, ещё одна особенность распределительных устройств среднего напряжения также обусловлена местом их установки: жилые массивы, торгово-развлекательные центры и иные объекты располагаются в городской среде, где каждый клочок земли стоит больших денег. Отсюда требования к габаритам — чем устройство компактней, тем более оно пригодно для современной застройки.

Экономичность. Безусловно, не стоит упускать из внимания и совокупную стоимость владения, важные составляющие которой — цена монтажа и расходы на техническое обслуживание. В частности, если установка распределительной подстанции потребует сноса стен, то наверняка заказчик будет искать другие варианты.

 

Современные устройства распределения среднего напряжения

Все вышеупомянутые факторы прямо или опосредованно влияют на параметры электротехнического оборудования, в частности, модульных ячеек. Они представляют собой распределительные устройства среднего напряжения, которые обеспечивают управление питанием и защиту электрооборудования на коммунальных предприятиях и в коммерческих зданиях.

В идеальном случае они должны быть надёжны, безопасны, компактны, просты в монтаже и эксплуатации, а также охватывать все значения среднего напряжения. Серьёзные производители, в том числе и наша компания, предпринимают все усилия для повышения конкурентоспособности своей продукции.

В частности, повышение штатного уровня напряжения до 36 кВ позволит применять модульные ячейки в распределительных системах, предназначенных для запитывания целого жилого района или цеха энергоёмкого производства. А увеличение тока сборных шин до 1250 А делает устройства оптимальными для работы в сетях с напряжением 6 кВ и 10 кВ, которых в России очень много.

Уделяется внимание и расширению географии применения разнообразного оборудования. Например, в новой серии ячеек Eaton HMH предусмотрена опциональная возможность использовать в качестве изоляционной среды не элегаз, а вакуум. Это даёт возможность эксплуатировать их в условиях крайне низких температур, что весьма актуально для России.

 

Таким образом, производители электротехнического оборудования стремятся как можно полнее удовлетворить растущий спрос на устройства распределения среднего напряжения. Конкуренция в этом сегменте рынка продолжает расти, что позволяет потребителю выбирать оборудование, максимально соответствующее его запросам и условиям эксплуатации.