Оперативное управление распределительными электрическими сетями


A. H. Алюнов, Н. П. Скрябин










            ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СЕТЯМИ



Учебное пособие
















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 621.311
ББК31.27
А59

                         Утверждено экспертным советом по изданию учебной и учебнометодической литературы ВоГУ




Рецензенты:
канд. техн. наук, директор ЧОУ ДПО «Учебный центр „Энергетик”» Свистунов М. В.; директор филиала АО «СО ЕЭС» Вологодское РДУ Тихомиров А. В.





        Алюнов, А. Н.

А59 Оперативное управление распределительными электрическими сетями : учебное пособие / А. Н. Алюнов, Н. П. Скрябин. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 180 с. : ил., табл.
          ISBN978-5-9729-0856-1

     Отражено современное территориальное деление энергетики Российской Федерации. Приведены составные структуры МРСК и ФСК ПАО «Россети». Рассмотрены вопросы оперативного управления сетями МРСК и диспетчерского управления сетями ФСК. Изложены требования и примеры производства оперативных переключений на подстанциях распределительных электрических сетей.
     Для студентов, изучающих электроэнергетику и электротехнику. Может быть полезно слушателям курсов повышения квалификации и профессиональной переподготовки персонала электроэнергетических предприятий, а также инженерно-техническим работникам предприятий электроэнергетики и проектных организаций.


УДК 621.311
                                                           ББК31.27









ISBN 978-5-9729-0856-1  © Алюнов А. Н., Скрябин Н. П., 2022
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                        © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

        ПРЕДИСЛОВИЕ


     Оперативно-диспетчерский персонал - это наиболее квалифицированный персонал, который в соответствии с Правилами оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике имеет особую, отличную от остальных категорий энергетического персонала, функцию - управление единым процессом производства, преобразования, передачи и потребления электрической энергии в энергосистеме, состоянием объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей.
     В настоящее время классическая учебная литература по подготовке кадров для оперативно-диспетчерского управления не соответствует структуре электроэнергетики, а современная - практически отсутствует.
     Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Электроэнергетика и электротехника». Кроме того, пособие может быть полезно слушателям курсов повышения квалификации и профессиональной переподготовки персонала электроэнергетических предприятий, а также инженерно-техническим работникам предприятий электроэнергетики и проектных организаций, занимающихся исследованиями, анализом режимов электрических сетей и их управлением.
     При подготовке данного пособия авторы использовали современные руководящие материалы, опыт преподавания дисциплин по электрическим системам и сетям, а также личный опыт диспетчерской работы в энергосистеме.
     Материал учебного пособия соответствует дисциплинам «Диспетчерское управление в энергосистемах», «Оперативное управление в энергосистемах» и «Управление системами электроснабжения».

Авторы


3

        ВВЕДЕНИЕ


     В Единой энергетической системе (ЕЭС) России высшим субъектом оперативно-диспетчерского управления является Системный оператор. Системный оператор - это существующая система диспетчерского управления, требующая централизованного совершенного режима управления энергетикой страны. Каждый уровень системного оператора работает на единую задачу -обеспечение функционирования энергетики и управление энергетическими режимами соответствующего оперативно-диспетчерского управления и регионального диспетчерского управления.
     Оперативное управление распределительными сетями осуществляется согласованными действиями оперативного персонала разных ступеней территориальной иерархии управления. Ведение технологического режима и возможность его изменения при эксплуатации осуществляет оперативный персонал центров управления сетями (ЦУС) и производственных отделений электрических сетей, объединенных в межрегиональные распределительные сетевые компании.
     Распределение функций по предотвращению, ограничению развития и ликвидации технологических нарушений определяется типовыми, а также местными диспетчерскими инструкциями, учитывающими особенности схем и режимов распределительных электрических сетей. Четкое распределение функций между персоналом различных ступеней управления на основе наибольшей допустимой самостоятельности подчиненного персонала и строгая оперативная дисциплина являются основными условиями эффективного оперативного управления.
     Производство оперативных переключений должно выполняться в соответствии с действующими правилами переключения в электроустановках при строгом соблюдении производственной дисциплины и сознания личной ответственности персонала за каждое совершаемое им действие.

4

     В пособии рассмотрены вопросы оперативной работы в распределительных электрических сетях, которая требует от персонала знания оборудования, допустимых и экономичных режимов работы, умения применять знания и опыт в ответственной и сложной обстановке, правильности принятия решений и быстроту оперативных действий при производстве переключений.

5

        1. СТРУКТУРА ЭНЕРГЕТИКИ


        1.1. Формирование Единой энергосистемы Российской Федерации

     К 1990 г. в состав энергосистемы СССР входили 11 энергообъединений страны. Современная структура энергосистемы Российской Федерации, изображенная на рис. 1, объединяет 7 энергосистем, образующих Единую энергосистему страны.
     В соответствии с [9], Единая энергетическая система (ЕЭС) - это совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативнодиспетчерского управления в электроэнергетике.


Рис. 1. Структура Единой энергосистемы РФ

      В составе Единой энергетической системы России выделяют шесть объединенных энергосистем, работающих параллельно, а седьмая - энергосистема Востока - работает изолированно от Единой энергетической системы.
      Энергосистема - совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, связанных общностью режима работы и имеющих централизованное оперативно-диспетчерское управление.


6

     Электроэнергетический режим энергосистемы - единый процесс производства, преобразования, передачи и потребления электрической энергии в энергосистеме и состояние объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей электрической энергии (включая схемы электрических соединений объектов электроэнергетики).
     Объединенная энергетическая система (ОЭС) - совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем [9].
     Каждая объединенная энергосистема по географическому признаку включает в себя до 20 энергосистем.
     На рис. 2 изображена структура ОЭС Центра.


Рис. 2. Объединенная энергосистема Центра

7

     До реструктуризации энергетики России ведение режима каждой энергосистемы осуществлялось центральной диспетчерской службой энергосистемы.

        1.2. История формирования энергосистемы Вологодской области

     Первые электростанции в Вологодской губернии начали работать в 1899 году на писчебумажных предприятиях «Сокол» и «Печаткино», однако в Вологде электричества все еще не было.
     В конце 19 века в домах вологжан все еще горели керосиновые лампы и свечи. Улицы губернского города освещали керосиновые фонари. В год на освещение расходовалось по 856 пудов керосина и160 аршин фитиля.
     Городская управа впервые рассмотрела вопрос об электрификации Вологды в 1889 году. На решение организационных вопросов ушло много времени и только в 1901 году Городской Думой был принят проект строительства первой в Вологде электростанции № 1, которая начала действовать с 20 мая 1904 года. В домах вологжан и на улицах города загорелись первые электрические лампочки. Электростанция располагалась в расширенном здании водопровода, имела общее с водопроводом котельное отделение и называлась «Городская водопроводно-электрическая станция». На станции были установлены две динамо-машины постоянного тока по 50 кВт напряжением 250 В.
     Процесс электрификации Вологодчины, начавшийся в 1904 году, захватил не только г. Вологду, но и губернию в целом. В этом же году появилась небольшая электростанция мощностью 12 кВт при техническом училище в уездном городе Тотьма.
     В 1914 году начала действовать небольшая электростанция в Вологодском молочно-хозяйственном институте.
     В начале ноября 1924 года в Вологде введена в работу новая электростанция № 2 мощностью 317 кВт.
     К середине 20-х годов в губернии действовали 29 электростанций, в том числе в г. Вологде - 11. Большая часть мощности всех электростанций губер-


8

нии была сосредоточена в г. Вологде и г. Соколе, поскольку огромные, по масштабам того времени, электрические мощности имело оборудование писчебумажных предприятий -по2100 кВт каждое.
      В 1927 году электростанции сокольских писчебумажных фабрик имели уже мощность 3700 кВт и обеспечивали электрической энергией основное производство, фабричные поселки и уездный г. Кадников.
      Рост мощностей Сокольских электростанций позволил с 1930 года передавать электроэнергию в г. Вологду по впервые построенной линии 35 кВ сечением медного провода 25 мм² общей протяженностью 32,5 км на 472 деревянных опорах. Так начался новый этап электрификации города Вологды. В 1939 году начались строительные работы по возведению ТЭЦ Вологодского льнокомбината. На полную мощность 24 МВт станция вышла в 1956 году, а в 1965 году станция перешла на параллельную работу с энергосистемой.
      Центром электрификации региона явилась контора «Сельэлектро», образованная на основании приказа наркома земледелия и решением Вологодского облисполкома от 7 мая 1945 года. Организация была призвана заниматься изысканием, проектированием, строительством и эксплуатацией энергохозяйства на селе. При этом электрификация области осуществлялась в еще более широких масштабах по сравнению с довоенным периодом. За 1945-1950 годы были пущены в эксплуатацию 105 ГЭС и 78 ТЭС общей мощностью около 5000 кВт.
      В 1958-59 гг. в Череповецкий промышленный узел из Ярославской энергосистемы по двум линиям Рыбинск - Череповец-I и Рыбинск - Череповец-11 было подано напряжение 220 кВ.
      Первая районная трансформаторная подстанция в селе Данское Череповецкого района с линией электропередачи напряжением 35 кВ была введена в эксплуатацию в 1959 году.
      От государственных электрических сетей электроснабжение сельских районов началось лишь в 60-х годах.
      Включение Вологодской области в состав потребителей объединенной энергосистемы Европейской части страны позволило по-новому вести электри-9

фикацию области. Все внимание стало уделяться строительству ЛЭП и подстанций для получения дешевой электроэнергии, отпускаемой государственными энергосистемами.
      В I960 году под Вологдой построены подстанции «Вологодская-сельскохозяйственная», «Грязовец» и «Комельская». В области была создана отлаженная система строительно-монтажных и эксплуатационных организаций. При этом основная в то время организация «Сельэлектро» в 1959 году была преобразована «Сельэнерго».
      В этот период подстанции 35 кВ включены в поселках Молочное, Кубен-ское, Новленское, Норобово, Шуйское, Устье-Кубенское, Красавино и городе Великий Устюг.
      С целью возведения подстанций и линий 110 кВ в районе г. Вологды в 1961 году при совнархозе образована Вологодская высоковольтная сеть. В августе 1962 года этой организацией поставлена под напряжение подстанция «Вологда» со стороны подстанции «Шексна» по линии 110 кВ Череповецкая. В 1963 году включена подстанция 110 кВ «Западная», а в 1964 - подстанция «Сокол».
      Так была сформирована базовая часть единой энергосистемы Вологодской области в центральной ее части.
      В апреле 1964 года на базе объединения «Сельэнерго» и предприятия «Вологодские высоковольтные сети» было образовано эксплуатационное предприятие «Вологодские электрические сети». Часть подстанций электроцеха Череповецкого металлургического завода, воздушные линии электропередачи напряжением 220 и 110 кВ, подстанции напряжением 35 кВ «Сельэнерго», расположенные на территории, прилегающей к г. Череповцу, составили основу другого вновь созданного энергетического эксплуатационного предприятия -«Череповецкие электрические сети». Успешному осуществлению электрификации в Вологодской области способствовала передача в 1964 году всего ее электросетевого хозяйства в ведение Ярославской энергосистемы «Ярэнерго».

10