Эксплуатация электрических сетей

УДК 621.31(075.8)
ББК 31.279я73
 
К66

Р е ц е н з е н т ы: кафедра «Электроснабжение» УО «Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого»; профессор 
кафедры «Практическая подготовка студентов» УО «Белорусский государственный аграрный технический университет», доктор технических 
наук В.И. Русан

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения изда тельства

ISBN 978-985-06-2397-3 
© Короткевич М.А, 2005
 
© Короткевич М.А., 2014, с изменениями
 
© Оформление. УП «Издательство “Вы - 
 
 
шэй шая школа”», 2014

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина «Эксплуатация электрических сетей» читается автором в течение многих лет в Белорусском национальном техническом университете для студентов специальности 
1-43 01 02 «Электроэнергетические системы и сети». Содержание данного учебника соответствует базовой учебной программе и рабочей учебной программе дисциплины. 
Цель изучения дисциплины состоит в формировании у студентов знаний в области рационального построения электрических сетей и управления процессом их технического обслуживания и ремонта.
К основным задачам дисциплины относится обучение студентов принципам формирования и управления электрическими сетями различного назначения с учетом требований по 
обеспечению надежного и качественного электроснабжения 
потребителей, а также методам контроля и диагностики технического состояния электросетевых объектов, научно обоснованной оценки периодичности технического обслуживания и ремонта.
Содержание курса базируется на знаниях высшей математики, теоретических основ электротехники, электрических 
систем и сетей.
В учебнике рассмотрены схемы построения и конструктивные особенности электрических сетей различного назначения, условия организации и технологии выполнения работ по 
техническому обслуживанию и ремонту воздушных и кабельных линий электропередачи, распределительных устройств и 
трансформаторных подстанций. Большое внимание уделено 
технико-экономическому обоснованию важнейших направлений совершенствования эксплуатации электрических сетей, 
в том числе выбору целесообразных систем и периодичностей 
выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту 
электросетевых объектов, а также мероприятиям по целенаправленному изменению параметров электрической сети.
Автор выражает глубокую признательность рецензентам – 
кафедре «Электроснабжение» УО «Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого» (особенно 
кандидату технических наук, доценту П.В. Лычеву) и доктору 
технических наук, профессору кафедры «Практическая под

готовка студентов» Белорусского государственного аграрного 
технического университета В.И. Русану, – замечания которых 
автор в максимальной степени учел при доработке рукописи 
книги. 
При написании учебника автор использовал передовой 
инженерный опыт, результаты научно-исследовательской работы и ранее опубликованные им монографии «Оптимизация эксплуатационного обслуживания электрических сетей» 
(1984), «Основные направления совершенствования эксплуатации электрических сетей» (2003) и учебное пособие «Основы эксплуатации электрических сетей» (1999).
Все отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: издательство «Вышэйшая школа», пр. Победителей, 11, 220048, 
Минск.
Автор

ВВЕДЕНИЕ

В.1. Общие задачи изучения дисциплины

Распределительная электрическая сеть напряжением до 
20 кВ, имеющая наибольший удельный вес в общем объеме сетей всех номинальных напряжений (протяженность только линий напряжением 0,38…10 кВ в Республике Беларусь превышает 200 тыс. км), обеспечивает передачу электрической энергии 
непосредственно от источников или центров питания (ЦП) к 
потребительским трансформаторным подстанциям (ТП) либо 
самим приемникам энергии (если сеть низкого напряжения). 
К указанной сети относятся городские, промышленные и сельскохозяйственные сети. Распределительной линией называется 
линия, от которой питается несколько ТП. Линии, связывающие ЦП с распределительными пунктами (РП), называются 
питающими.
Ввод новых и модернизация действующих промышленных предприятий, дальнейшая электрификация производства, сельского и коммунально-бытового хозяйства приводят 
к непрерывному увеличению потребления электроэнергии 
и дальнейшему росту объема распределительной электрической сети.
Основная задача эксплуатации электрической сети состоит в обеспечении надежного и качественного электроснабжения потребителей при наименьших материальных, трудовых 
и денежных затратах. Отмеченная задача решается предприятиями электрических сетей путем выполнения технического обслуживания, капитальных и текущих ремонтов, своевременной ликвидации повреждений, оперативного ведения 
режимов, разработки и выполнения планов реконструкции и 
развития сети.
Принципы организации технического обслуживания и 
ремонта городских, промышленных и сельскохозяйственных 
сетей одного и того же конструктивного исполнения имеют 
много общего. Однако при выработке конкретных рекомендаций по повышению эффективности технического обслуживания и ремонта указанных сетей необходимо учитывать особенности их конструктивного исполнения, структуры схемы 
сети и режима ее работы.

Улучшения важнейших технико-экономических показателей (стоимости и себестоимости транспорта электроэнергии) электросетевые предприятия могут достигнуть путем 
снижения капитальных затрат на строительство новых и реконструкцию действующих электрических сетей, снижения 
расходов на техническое обслуживание и ремонт объектов 
электрической сети, уменьшения технологического расхода 
электроэнергии при ее транспорте, повышения надежности 
электроснабжения и качества электроэнергии на зажимах 
электроприемников.
Обеспечить одновременное улучшение названных противоречивых с точки зрения материальных затрат составляющих стоимости транспорта электроэнергии для одной и той же 
электрической сети не представляется возможным. Отмеченное противоречие устраняется как в процессе проектирования 
сети, так и в процессе организации ее эксплуатации путем нахождения оптимальных капитальных затрат, текущих издержек 
и степени надежности электроснабжения потребителей. Организация эксплуатации распределительной электрической сети 
в настоящее время сталкивается с рядом существенных трудностей, связанных с крайне медленным внедрением достижений науки и техники в практику строительства и эксплуатации 
электрических сетей. К основным из них относятся:
 • применение в сетях оборудования устаревших образцов;
 • отсутствие современного специализированного оборудования (трансформаторов с твердой или элегазовой изоляцией, выключателей вакуумных или с элегазовой изоляцией, 
комплектного малогабаритного оборудования распределительных устройств напряжением 6…10 кВ с твердой изоляцией), что приводит к значительным объемам строительной части 
(от 0,29 до 0,58 м3/(кВ·А)) при сооружении закрытых ТП, увеличению стоимости сети и расходов на обслуживание как строительной части, так и электрооборудования; в настоящее время 
указанное оборудование в электрических сетях Республики Беларусь только начинает применяться. Так, промышленность 
предлагает комплектные ТП мощностью 160…2500 кВ·А на номинальное напряжение 6…10 кВ в бетонном корпусе (для городских и промышленных сетей) с нормативным сроком эксплуатации 40 лет и металлическом корпусе (для сельских 
сетей) с нормативным сроком эксплуатации 20 лет; 
 • высокая повреждаемость электрических сетей;

• построение городской сети напряжением 6…20 кВ с РП, 
что увеличивает как стоимость сети, так и ее повреждаемость 
(особенно в условиях дефицита квалифицированного персонала);
 • необходимость выполнения ремонтных работ на месте 
установки оборудования из-за его больших габаритов;
 • недостаточная насыщенность средствами механизации 
работ по сооружению и эксплуатации сетей, особенно при 
производстве земляных работ в кабельных сетях (монтаж соединительных муфт и раскопка кабельных трасс составляют 
свыше 50 % общего объема работ в городской сети);
 • недостаточная обеспеченность измерительной и испытательной техникой; 
 • недостаточная степень автоматизации сети;
 • трудности со снабжением материалами, изделиями, инструментами и приспособлениями широкой номенклатуры 
относительно небольшого объема, что отрицательно сказывается на качестве ремонтных работ и надежности сети;
 • отсутствие научного обоснования продолжительности 
межремонтного периода и промежутков времени между работами по техническому обслуживанию, а также затрат на эксплуатацию сети (для одного и того же оборудования, работающего в одинаковых условиях, периодичность выполнения 
ремонтных работ и обслуживания неоднократно изменялась);
 • несовершенство методики технико-экономических расчетов, не позволяющей обосновать применение современного, более удобного в эксплуатации и более надежного в работе, но вместе с тем и более дорогого оборудования;
 • нерациональное использование квалифицированной 
рабочей силы, высокая доля ручного труда, тяжелые производственные условия (необходимость выполнения работ на 
открытом воздухе в любое время года), опасность поражения 
электрическим током обслуживающего персонала, населения и животных при однофазных замыканиях на землю (особенно на воздушных линиях электропередачи). 
Отмеченные трудности приводят к росту численности электросетевого персонала для проведения ремонта и обслуживания электрических сетей, объем которых непрерывно возрастает. Однако обеспечить увеличение количества работающих 
не всегда возможно. Недостаток квалифицированной рабочей 
силы приводит к тому, что требуемый Правилами технической 
эксплуатации электрических станций и сетей [12] объем работ 

по техническому обслуживанию и ремонту в течение года не 
может быть выполнен. Создавшееся положение обусловливает принятие решения о существенном увеличении периода 
времени между работами по техническому обслуживанию и 
ремонту элементов электрической сети. Негативные стороны 
данного решения связаны с возможностью роста повреждаемости и отказов элементов сети и, следовательно, с повышением вероятности недоотпуска электроэнергии потребителям, 
а в отдельных случаях – и с повышением вероятности несчастных случаев с электросетевым персоналом (например, в 
результате взрыва высоковольтных масляных выключателей). 
В связи с этим весьма актуально рассмотрение эффективности 
применяемой в настоящее время системы планово-предупредительных ремонтов распределительной электрической сети, 
а также определение оптимальных затрат и периодичности 
выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту 
электросетевых объектов.
Поставленные задачи решаются на основе минимизации 
расходов на техническое обслуживание и ремонт электрической 
сети с учетом изменения вероятных недоотпусков электроэнергии потребителям, снижения качества и увеличения стоимости 
потерянной электроэнергии при питании потребителей по ремонтным схемам внешней электроснабжающей сети.
Из основных направлений совершенствования эксплуатации электрических сетей в данном учебнике рассмотрены: 
оценка эффективности системы планово-предупредительных 
ремонтов; определение оптимального уровня затрат и периодичности выполнения работ по техническому обслуживанию 
и ремонту объектов электрической сети; годовое и многолетнее планирование производства указанных работ; оценка 
целесообразности внедрения мероприятий по повышению пропускной способности электрической сети. Более подробно отмеченные задачи рассмотрены ниже.

В.2. Требования к надежности 
электроснабжения потребителей

В соответствии с Техническим кодексом установившейся 
практики ТКП 339-2011 [20] все электроприемники по степени обеспечения надежности электроснабжения подразделяются на три категории.

К э л е к т р о п р и е м н и к а м  I  к а т е г о р и и  относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых 
может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, 
нарушения сложного технологического процесса и функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. 
Из состава электроприемников I категории выделяется 
особая группа электроприемников, бесперебойная работа 
которых необходима для обеспечения безаварийного производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, 
взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного 
оборудования.
К  э л е к т р о п р и е м н и к а м  II к а т е г о р и и  относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых 
приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым 
простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских или сельских жителей.
К  э л е к т р о п р и е м н и к а м  III к а т е г о р и и  относятся 
все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категории.
Электроприемники I категории должны обеспечиваться 
электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых 
источников питания, и перерыв в их электроснабжении (при 
нарушении электроснабжения от одного из источников питания) может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания. Независимыми источниками питания 
могут быть две секции или системы шин одной либо двух электростанций и подстанций. Каждая секция или система шин 
должна иметь питание от независимого источника. Секции не 
должны быть связаны между собой или иметь связь, отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций. 
В качестве второго независимого источника могут использоваться автономные источники питания (дизельные электростанции, аккумуляторные батареи) и резервные связи по сети 
напряжением 0,38 кВ от ближайших ТП, питающихся по сети 
напряжением 6…20 кВ от другого независимого источника.
Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное 
питание от третьего независимого резервирующего источника питания, т.е. от местных электростанций, электростанций 

энергосиситем (в частности, шин генераторного напряжения), 
аккумуляторных батарей, специальных агрегатов бесперебойного питания.
Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания. Здесь при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы 
перерывы в электроснабжении на время, необходимое для 
включения резервного питания дежурным персоналом или 
выездной оперативной бригадой. Продолжительность перерыва электроснабжения определяется договором на поставку 
электроэнергии.
Допускается питание электроприемников II категории по 
одной воздушной линии, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более одних суток, а также по одной кабельной линии, состоящей не 
менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного резерва и возможности замены поврежденного трансформатора за время не 
более одних суток допускается питание электроприемников 
II категории от одного трансформатора.
Для электроприемников III категории электроснабжение 
может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток.
Требования к надежности электроснабжения устанавливаются применительно к вводному устройству электроприемника или группы электроприемников (потребителя), поэтому 
степень резервирования элементов системы электроснабжения определяется исключительно необходимостью выполнения указанных требований по надежности электроснабжения.
Под группой электроприемников понимается их совокупность, 
характеризующаяся одинаковыми требованиями к надежности 
электроснабжения (электроприемники операционных, родильных отделений и др.). В отдельных случаях в качестве группы 
электроприемников могут рассматриваться потребители в целом 
(водонапорная насосная станция, школа, детский сад и т.д.).
Электроприемники II и III категории должны иметь автономный источник (аккумуляторную батарею) для питания 
устройств пожарной, охранной сигнализации.