Лэп 10 квт охранная зона: Охранные зоны линий электропередач и объектов электросетевого хозяйства. Размеры зон

Охранные зоны линий электропередач и объектов электросетевого хозяйства. Размеры зон

Использование территорий, находящихся в зоне ЛЭП, регулируется новыми Правилами установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон (Постановление Правительства РФ № 160 от 24.02.2009 в редакции от 17.05.2016).

Введение таких правил обусловлено вредным воздействием электромагнитного поля на здоровье человека.

По информации Центра электромагнитной безопасности, в соответствии с результатами проведённых исследований, установлено, что у людей, проживающих вблизи линий электропередачи и трансформаторных подстанций:

• могут возникать изменения функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, нейрогорморальной и эндокринной систем
• нарушаться обменные процессы, иммунитет и воспроизводительная функции

Чем дальше от источников электромагнитного поля находится строение, тем лучше. В то же время, существуют такие зоны, где строительство категорически запрещено.

Земельные участки, расположенные в охранных зонах ЛЭП, у их собственников, владельцев или пользователей не изымаются.

Они могут эксплуатироваться с учётом ограничений (обременений), предусмотренных вышеуказанными Правилами.

Установление охранных зон не влечёт запрета на совершение сделок с земельными участками, расположенными в этих охранных зонах.

Ограничения (обременения) в обязательном порядке указываются в документах, удостоверяющих права собственников, владельцев или пользователей земельных участков:

• в свидетельствах
• в кадастровых паспортах
• в выписках ЕГРН

Ограничения прав касаются возможности (точнее, невозможности) ведения в охранной зоне ЛЭП капитального строительства объектов с длительным или постоянным пребыванием человека:

• домов
• коттеджей
• производственных и непроизводственных зданий и сооружений 

Для проведения необходимых уточнений при застройке участков с обременениями ЛЭП необходимо обратиться в электросетевую организацию.

Дальность распространения электромагнитного поля (и опасного магнитного поля) от ЛЭП напрямую зависит от её мощности.

Даже при беглом взгляде на висящие провода можно примерно установить класс напряжения ЛЭП. Определяется это по числу проводов в связке, то есть не на опоре, а в фазе:

• 4 провода – для ЛЭП 750 кВ
• 3 провода – для ЛЭП 500 кВ
• 2 провода – для ЛЭП 330 кВ
• 1 провод – для ЛЭП ниже 330 кВ

Можно ориентировочно определить класс напряжения ЛЭП по числу изоляторов в гирлянде:

• 10 – 15 шт. -– для ЛЭП 220 кВ
• 6 – 8 шт. – для ЛЭП 110 кВ
• 3 – 5 шт. – для ЛЭП 35 кВ
• 1 шт. – для ЛЭП ниже 10 кВ

Исходя из мощности ЛЭП, для защиты населения от действия электромагнитного поля установлены санитарно-защитные зоны для линий электропередачи (пункт 6.3 в СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»)

Размеры санитарно-защитных зон определяются в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами допустимых уровней шума, электромагнитных излучений, инфразвука, рассеянного лазерного излучения и других физических факторов на внешней границе санитарно-защитной зоны.

В целях защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ), устанавливаются санитарные разрывы – территории вдоль трассы высоковольтной линии, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений допускается принимать границы санитарных разрывов вдоль трассы ВЛ с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения напряженности электрического поля по обе стороны от неё на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном ВЛ:

• 20 м – для ВЛ напряжением 330 кВ
• 30 м – для ВЛ напряжением 500 кВ
• 40 м – для ВЛ напряжением 750 кВ
• 55 м –  для ВЛ напряжением 1150 кВ

При вводе объекта в эксплуатацию и в процессе эксплуатации санитарный разрыв должен быть скорректирован по результатам инструментальных измерений.

Установление размера санитарно-защитных зон в местах размещения передающих радиотехнических объектов проводится в соответствии:

• с действующими санитарными правилами и нормами по электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона
• с действующими методиками расчёта интенсивности электромагнитного излучения радиочастот

Для воздушных высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) устанавливаются санитарно-защитные зоны по обе стороны от проекции на землю крайних проводов.

Эти зоны определяют минимальные расстояния до ближайших жилых, производственных и непроизводственных зданий и сооружений.

В соответствии с Приложением «Требования к границам установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства» к Постановлению Правительства РФ «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон» №160 от 24 февраля 2009 года:

Охранные зоны устанавливаются:

1. Вдоль воздушных ЛЭП

в виде части поверхности участка земли и воздушного пространства на высоту, соответствующую высоте опор воздушных ЛЭП, ограниченной параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны ЛЭП от крайних проводов при неотклонённом их положении на следующем расстоянии:

• для ВЛ ниже 1кВ – 2 м
  • для линий с самонесущими или изолированными проводами, проложенных по стенам зданий, конструкциям и т.д.
  • охранная зона определяется в соответствии с установленными нормативными правовыми актами минимальными допустимыми расстояниями от таких линий

• для ВЛ 1 – 20 кВ
  • 10 м 
  • 5 м – для линий с самонесущими или изолированными проводами, размещенных в границах населённых пунктов

• для ВЛ 35 кВ
• для ВЛ 110 кВ
• для ВЛ 150-220 кВ
• для ВЛ 300 кВ, 500 кВ, +/- 400 кВ
• для ВЛ 750 кВ, +/- 750 кВ
• для ВЛ 1150 кВ

2. Вдоль подземных кабельных линий электропередачи

• в виде части поверхности участка земли, расположенного под ней участка недр:
  • на глубину, соответствующую глубине прокладки кабельных линий электропередачи

• охранная  зона:
  • ограничена параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны ЛЭП от крайних кабелей на расстоянии 1 м
  • при прохождении кабельных линий напряжением до 1 кВ городах:
    • под тротуарами – на 0.6 м в сторону зданий и сооружений и на 1 м в сторону проезжей части улицы

3. Вдоль подводных кабельных линий электропередачи

• в виде водного пространства от водной поверхности до дна
• охранная зона ограничена вертикальными плоскостями:
  • отстоят по обе стороны линии от крайних кабелей на расстоянии 100 м

4. Вдоль переходов воздушных линий электропередачи через водоемы (реки, каналы, озера и др.)

• в виде воздушного пространства над водной поверхностью водоемов
  • на высоту, соответствующую высоте опор воздушных ЛЭП

• охранная зона ограничена вертикальными плоскостями:
  • отстоят по обе стороны ДЭП от крайних проводов при неотклоненном их положении для судоходных водоемов на расстоянии 100 м
  • для несудоходных водоёмов – на расстоянии, предусмотренном для установления охранных зон вдоль воздушных ЛЭП

5.  Вокруг подстанций

• в виде части поверхности участка земли и воздушного пространства:
  • на высоту, соответствующую высоте наивысшей точки подстанции

• охранная зона ограничена вертикальными плоскостями:
  • отстоят от всех сторон ограждения подстанции по периметру на расстоянии, указанном в подпункте «1», применительно к высшему классу напряжения подстанции

Установление охранных зон

Охранные зоны устанавливаются для всех объектов электросетевого хозяйства, исходя из требований к границам установления охранных зон согласно приложению.

Границы охранной зоны в отношении отдельного объекта электросетевого хозяйства определяются организацией, которая владеет им на праве собственности или ином законном основании (далее – сетевая организация).

Сетевая организация обращается в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий технический контроль и надзор в электроэнергетике, с заявлением о согласовании границ охранной зоны в отношении отдельных объектов электросетевого хозяйства. Оно должно быть рассмотрено в течение 15 дней с даты его поступления в соответствующий орган.

После согласования границ охранной зоны сетевая организация обращается в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий кадастровый учёт и ведение государственного кадастра недвижимости (орган кадастрового учёта), с заявлением о внесении сведений о границах охранной зоны в документы государственного кадастрового учета недвижимого имущества. На этом основании  федеральный орган исполнительной власти принимает решение о внесении в документы государственного кадастрового учёта недвижимого имущества сведений о границах охранной зоны.

Охранная зона считается установленной с даты внесения в документы государственного кадастрового учета сведений о ее границах.

Примечание

1. Не допускается прохождение ЛЭП по территориям:
   • стадионов
   • учебных учреждений
   • детских учреждений

2. Допускается для ЛЭП (ВЛ) до 20 кВ принимать расстояние не менее 20 м от крайних проводов до границ:
   1. приусадебных земельных участков
   2. индивидуальных домов
   3. коллективных садовых участков 

3. Прохождение ЛЭП (ВЛ) над зданиями и сооружениями, как правило, не допускается
4. Допускается прохождение ЛЭП (ВЛ) над производственными зданиями и сооружениями промышленных предприятий I – II степени огнестойкости:
   • в соответствии со строительными нормами и правилами по пожарной безопасности зданий и сооружений с кровлей из негорючих материалов
   • для ВЛ 330-750 кВ – только над производственными зданиями электрических подстанций

3. В охранной зоне ЛЭП (ВЛ) запрещается

1. производить:
   • строительство
   • капитальный ремонт
   • снос любых зданий и сооружений

2. проводить всякого рода горные, взрывные, мелиоративные работы
3. производить посадку деревьев, полив сельскохозяйственных культур
4. размещать автозаправочные станции
5. загромождать подъезды и подходы к опорам ВЛ
6. устраивать свалки снега, мусора и грунта
7. складировать корма, удобрения, солому
8. разводить огонь
9. устраивать спортивные площадки, стадионы, остановки транспорта
10. проводить любые мероприятия, связанные с большим скоплением людей

Проведение необходимых мероприятий в охранной зоне ЛЭП может выполняться только при получении письменного разрешения на производство работ от предприятия (организации), в ведении которых находятся эти сети.

Нарушение требований «Правил охраны электрических сетей напряжение свыше 1000 В», если оно вызвало перерыв в обеспечении электроэнергией, может повлечь административную ответственность:

• физические лица наказываются штрафом:
  • в размере от 5 до 10 минимальных размеров оплаты труда

• юридические лица наказываются штрафом:
  • от 100 до 200 МРОТ

Охранная зона ВЛ-10кВ, ВЛЗ-10кВ

По Постановлению Правительства РФ от 24 февраля 2009 г. № 160 устанавливаются следующие охранные зоны для ВЛ-6(10)кВ и ВЛЗ-6(10)кВ:
10м — Воздушная линия, выполненная неизолированным проводником ВЛ-6(10)кВ при любых условиях прохождения;
5м — Воздушная линия, выполненная изолированным проводником ВЛЗ-6(10)кВ (только в границах населенного пункта);

Охранные зоны устанавливаются вдоль воздушных линий электропередачи — в виде части поверхности участка земли и воздушного пространства (на высоту, соответствующую высоте опор воздушных линий электропередачи (Значение Н на Рисунке №1), ограниченной параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии электропередачи от крайних проводов при неотклоненном их положении на следующем расстоянии (Значение В на Рисунке №1)

Рисунок №1

В охранных зонах запрещается осуществлять любые действия, которые могут нарушить безопасную работу объектов электросетевого хозяйства, в том числе привести к их повреждению или уничтожению, и (или) повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан и имуществу физических или юридических лиц, а также повлечь нанесение экологического ущерба и возникновение пожаров. [полный текст приведен в статье]
Информационные знаки для обозначения охранных зон линий электропередачи рекомендуется изготавливать из листового металла или пластического материала толщиной не менее 1 мм и размером 280×210 мм.
На информационном знаке размещаются слова «Охранная зона линии электропередачи» (для воздушной линии), значения расстояний от места установки знака до границ охранной зоны, стрелки в направлении границ охранной зоны, номер телефона (телефонов) организации-владельца линии и кайма шириной 21 мм.
Фон информационного знака белый, кайма и символы черные. На железобетонных опорах воздушных линий (ВЛ) информационные знаки могут быть нанесены непосредственно на поверхность бетона. При этом в качестве фона допускается использовать поверхность бетона, а размеры знака могут быть увеличены до 290×300 мм.

Информационные знаки устанавливаются в плоскости, перпендикулярной к оси линии электропередачи (на углах поворота — по биссектрисе угла между осями участков линии).
Для ВЛ их установка осуществляется на стойках опор на высоте 2,5-3,0 м.

2.4.7. На опорах ВЛ на высоте не менее 2 м от земли через 250 м на магистрали ВЛ должны быть установлены (нанесены): порядковый номер опоры; плакаты, на которых указаны расстояния от опоры ВЛ до кабельной линии связи (на опорах, установленных на расстоянии менее 4 м до кабелей связи), ширина охранной зоны и телефон владельца ВЛ.

Статьи по теме:
Охранная зона ВЛ-0,4кВ, ВЛИ-0,4кВ
Охранная зона трансформаторной подстанции
Охранная зона КЛ-0,4кВ, КЛ-6(10)кВ
Охранная зона ВЛ-35-1150кВ
Постановление Правительства РФ от 24 февраля 2009 г. № 160 «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон»

Охранная зона ЛЭП: назначение, размеры, нормативные документы

Практически все владельцы земельных участков, через которые проходят провода воздушных высоковольтных линий, задаются вопросом о связанных с этим ограничениях. Мы подготовили информационную подборку, дающую представление о том, что представляет собой охранная зона ЛЭП и ее основные назначения. Помимо этого будут приведены выдержки из нормативных документов, с указанием обременений для пользователей или владельцев участков, расположенных на пути прохождения воздушных и подземных электромагистралей.

Что называется охранной зоной воздушной ЛЭП?

По сути, это условный пространственный коридор, внутри которого расположена ВЛ (воздушная линия). Высота коридора равна длине опоры ЛЭП, а ширина охранной зоны определяется расстоянием от двух вертикальных проекций от внешних проводов (h на рис.1).

Наглядное представление охранной зоны

Характерно, что ширина зоны ЛЭП, при ее прохождении над водной поверхностью, больше чем на суше. Подробно о размерах охранных зон будет рассказано в разделе об их границах установления.

Подобные санитарно-защитные зоны предусматриваются и для других электросетевых объектов, например, электрических подстанций и подземных КЛЭ (кабельные линии электропередач).

Охранная зона КЛЭ

Обозначения:

• H – Глубина залегания подземной электромагистрали.
• L – Расстояние от электромагстрали до края зоны отчуждения.

Назначение охранных зон ЛЭП

Основная задача введения подобных ограничений предотвратить прямые и косвенные факторы негативного воздействия электрического тока на человеческий организм. К первым относятся поражения электротоком при непосредственном контакте с проводом ВЛ или от шагового напряжения. При обрыве провода вероятность таких последствий довольно велика, поэтому для электромагистралей устанавливается зона отчуждения определенных размеров.

Под косвенными факторами подразумевается пагубные воздействия электрополя высокой напряженности. Еще в прошлом веке была установлена причастность электромагнитных излучений к развитию различных патологий в человеческом организме. У тех, кто проживает в зоне отчуждения ЛЭП, более подвержен риску развития дисфункций ЦНС, сердечнососудистых патологий, нарушений нейрогормональной регуляции и т.д.

По мере удаления от электромагистралей интенсивность электрополей в охранной зоне снижается, соответственно, уменьшается и их негативное воздействие.

Диаграмма распространения электромагнитных излучений возле опоры ЛЭП с напряжением 330-500 кВ

Классификация охраняемых территорий с ЛЭП

Для электросетевого хозяйства принята следующая классификация охранных коридоров:

• Отчуждение территории вдоль ВЛ, проложенных по суше. Принцип разграничения был рассмотрен выше (см. рис. 1).
• Территории вдоль подземных КЛЭ (см. рис. 2).
• Отчуждение пространства возле подводных КЛЭ. Коридор ограничивается вертикальными плоскостями, условно расположенных на расстоянии 100,0 м по обе стороны кабеля, поверхность воды считается верхней границей.
• Охранные коридоры при пресечении ЛЭП водного пространства. В данном случае ширина коридора зависит от того, является ли судоходным участок водной поверхности, если да, то расстояние от внешнего кабеля до границы – 100,0 м. В противном случае ширина рассчитывается как для суши.
• Радиус охранной зоны трансформаторных подстанций. Защитный радиус устанавливается исходя из принадлежности к определенному классу напряжения, потолком считается высшая точка объекта сетевого хозяйства.

Санитарные нормы и правила деятельности и нахождения человека в зоне ЛЭП

Согласно правилам СНиП, установлена определенная зависимость между классом напряженности линий электропередач и размером охранной зоны вокруг ЛЭП. Помимо этого санитарными правилами четко указывается какое расстояние считается допустимым между ЛЭП и жилыми зданиями или другими хозяйственными объектами.

Безопасные расстояния устанавливаются в соответствии с мощностью ЛЭП, согласно санитарным нормам допустимый уровень напряженности не должен превышать 1,0 кВ/м. Ниже приведена таблица, с действующими нормами. Наглядно зависимость зоны отчуждения от мощности ВЛ показана на рисунке.

Безопасное расстояние от ЛЭП, в зависимости от класса напряженности

Помимо санитарных норм необходимо учитывать требования ПУЭ, имеет смысл рассмотреть их детально.

Требования ПУЭ

В 7-й редакции (р. 2 гл. 2.5) указаны следующие нормы:

• Если ВЛ 0,4 кВ – 1 кВ располагается параллельно газопроводу, то расстояние между ними должно превышать высоту электроопоры. В тех случаях, когда магистрали пересекаются, над газопроводом устанавливается незаземленный защитный навес (экран), предохраняющий трубопровод в случае обрыва ЛЭП. Ширина экрана должна выступать за проекцию внешней магистрали ЛЭП на дистанцию, зависящую от класса напряженности:
• Для ВЛ 20,0 кВ — 3,0 метра.
• ВЛ 35,0 кВ – 110,0 кВ – 4,0 м.
• 150,0 кВ – 4,50 м.
• 220,0 кВ – 5,0 м.
• 330,0 кВ – 6,0 м.
• 500 кВ – 6,50 м.
• Поскольку допускается прохождение ЛЭП над некоторыми видами нежилых зданий (цеха, склады и т.д.), расстояние между ними и внешними воздушными линиями считаются безопасными в следующих случаях:
• 20,0 кВ – не менее 2-х метров.
• 35,0-110,0 кВ – от 4-х м.
• 150,0 кВ > 5,0 м.
• 220,0 кВ и более – 6,0 м.

При этом существуют ограничения, согласно которым в зонах отчуждения запрещается строительство школ, детских садов, спортивных площадок, а также других объектов с массовым пребыванием людей.

• ЛЭП запрещается проводить над жилыми объектами, единственное исключение — линии ввода.
• Между ЛЭП и расположенной параллельно дорогой допустимо расстояние не менее Х+5 м, где Х – высота электроопоры. В тех случаях, когда линии пересекают автодорогу, относящуюся к 1-й категории, требуется установка анкерных опор.
• Если электромагистрали проходят рядом с технологическими объектами, где хранятся или используются взрывоопасные или пожароопасные вещества (например, АЗС), то допустимое расстояние определено полуторной высотой электроопоры.
• Высота ЛЭП от земли определяется классом напряженности последней и типом местности, допустимые расстояния приведены ниже.

Допустимые расстояния от проводов до земли

Обратим внимание, что в населенных пунктах, увеличено допустимое расстояние от проводов до земли. Подробную информацию об этом можно найти в ПУЭ последней редакции.

Какая деятельность запрещена?

В зоне отчуждения недопустимо производить действия способные нарушить безопасное функционирование сетевого хозяйства и стать причиной создания нештатных ситуаций различных степеней сложности. К таковым действиям относится:

• Забрасывание на ВЛ посторонних предметов, а также их размещение на столбах и опорах электрических сетей.
• Возводить строения, перекрывающие доступ к подстанциям, опорам или другим электросетевым объектам или же загромождать различными предметами пути прохода и подъезда.
• Запускать летучие змеи, дроны или другие летательные аппараты.
• Входить внутрь огражденной зоны и зданий электросетевого хозяйства (трансформаторные или распределительные подстанции и т.д.).
• Разводить костры в охранных зонах ВЛ, подземных КЛЭ или других объектов элетрохозяйства.
  КЗ на землю из-за разведенного под ЛЭП костра.
• Организовывать мусорные полигоны или свалки в зонах отчуждения, сливать ГСМ или едкие вещества, сбрасывать высокотонажный груз.
• Использовать трал или производить сброс якоря рядом сподводным ЭЛК.
• Проход водного транспорта с палубной надстройкой или другим механизмом выше допустимого размера и т.д.

Запрещено устраивать свалку в охранной зоне ЛЭП

Получение разрешения на проведения работ

Приведем перечень работ, для которых необходимо получить письменное разрешение на допустимость их выполнения в коридоре безопасности:

• Проведение любых строительных работ.
• Изменение ландшафта , затопление, мелиорация участка или другие террапреобразования.
• Валка леса, вырубка кустарников или отдельных деревьев, в том числе и фруктовых, а также их посадка.
• Проведение земляных работ на глубину, превышающую 30 см или 45 см на вспахиваемой почве (возле подземных КЛЭ).
• Углубление дна водоемов и ловля рыбы, в том числе и промышленная (в охранной зоне подводной КЛЭ).
• Прохождение водного транспорта, если между проводами электролиний и судном (в самой высокой точке) расстояние менее допустимой нормы. При этом в расчет необходимо принимать загруженность судна, также текущий уровень воды.
• Проезд автотранспорта и спецтранспорта или провоз габаритного груза под ВЛ, если расстояние от дорожного полотна до высшей точки транспортного средства выходит за установленные пределы (как правило, это 4,50 м).

При высоте транспорта более 4,5 м проезд под ЛЭП должен быть согласован

Порядок установления границ и размера охраняемой зоны ЛЭП

В нормативных документах указывается, что устанавливаться охранные зоны должны на всех электросетевых объектах в соответствии с текущими правилами безопасности.

Согласование границ коридоров безопасности производится электрокомпанией, в чьей собственности находятся электросетевые объекты. Контроль над этой процедурой возложен на местные органы управления, занимающиеся энергетикой. Поданные заявки на установку зон отчуждения рассматриваются на протяжении не более 15-ти рабочих дней, после чего составляется соответствующий акт.

По завершении описанной выше процедуры подается заявление в федеральную структуру, отвечающую за ведение кадастра. После рассмотрения заявки сведения об таких охранных коридорах вносятся в кадастр, после чего установление считается состоявшимся.

Ограничения.

Участки, через которые проходят ЛЭП не подлежат изъятию, но на их использование накладывается ряд обременений, необходимых для обеспечения безопасной работы энергосистем. К таковым ограничениям использования относится строительство объектов, производство определенных работ и другие действия, предусмотренные Правилами.

Владельцы или собственники таких участков вправе их продавать или сдавать в аренду.

Наличие обременений обязательно должно быть внесено в документы, подтверждающие право собственности. В качестве такового может выступать кадастровый паспорт или другой документ подтверждающий право собственности.

Основным ограничением в данном случае является запрет на возведение жилья. При получении соответствующего разрешения можно строить под ЛЭП хозяйственные объекты. Нарушение требований обременения влечет за собой административную ответственность в виде наложения штрафов, в установленных Законом размерах. Для физлиц это сумма соответствует 5-10 размерам минимальной зарплаты. Юридическим лицам придется заплатить штраф в размере 100-200 минимальных зарплатных ставок.

Охранная зона ЛЭП — расстояния от ЛЭП до построек, ЛЭП в парковой зоне, ЛЭП в городе

Охранная зона ЛЭП

Рубрика: Статьи   ‡  

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Различают воздушные и кабельные линии электропередачи. В этой статье описаны основные требования к расстояниям от объектов строительства, деревьев, дорог до линий электропередач разных напряжений. При проектировании линий электроснабжения, линий наружного электроосвещения необходимо знать охранные зоны ЛЭП различных напряжений.

В целях обеспечения сохранности и надежности работы электрических сетей, создания надлежащих условий их эксплуатации, а также предотвращения несчастных случаев от воздействия электрического тока Правилами охраны электрических сетей, утвержденных постановлением Кабинета Украины от 04.03.97. № 209, предусмотрено установление соответствующих охранных зон линий электропередачи (ЛЭП).
При этом пунктом 5 указанных Правил предусмотрено, что охранные зоны электрических сетей устанавливаются:
а) Вдоль воздушных ЛЭП — в виде земельных участков и воздушного пространства, ограниченных вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних проводов при условии неподвижного их положения на расстояние:
2 метров — для линий напряжением до 1 кВ;
10 метров — до 20 кВ;
15 метров — 35 кВ;
20 метров — 110 кВ;
25 метров — 150, 220 кВ;
30 метров — 330, 400, 500, + (-) 400 кВ;
40 метров — 750 кВ.

б) По периметру трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и устройств — на расстоянии 3 метров от ограждения или сооружения;

в) Вдоль подземных кабельных ЛЭП — в виде земельного участка, ограниченного вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних кабелей на расстояние 1 метра;

г) Вдоль подземных кабельных ЛЭП до 1 кВ, проложенных в городах под тротуарами — в виде земельного участка, ограниченного вертикальными плоскостями от крайних кабелей на расстояние 0,6 метра в направлении зданий и сооружений и на расстояние 1 метра в направлении проезжей части улицы;

д) Вдоль переходов воздушных ЛЭП через водоемы (реки, водохранилища и т.п.) — в виде воздушного пространства над поверхностью водоема, ограниченного вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних проводов при условии неподвижного их положения на расстояние, предусмотренную для установления охранных зон вдоль воздушных ЛЭП , проходящих по суше.

Кроме того, с целью предотвращения аварийной и пожарной ситуации вдоль воздушных ЛЭП и по периметру трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и устройств, находящихся в лесных и других зеленых массивах, прокладываются просеки:
1. В насаженных низкорослых пород деревьев высотой до 4 метров — шириной не менее расстояния между крайними проводами воздушной ЛЭП плюс 6 метров (по 3 метра с каждой стороны от крайних к ветвям деревьев провода). При этом при условии прохождения воздушных линий над территорией фруктовых садов с насаждениями высотой до 4 метров прокладки просек необязательно;
2. В насаждениях высотой более 4 метров — шириной не менее расстояния между крайними проводами плюс расстояние, равное средней высоте существующих насаждений основного лесного массива с каждой стороны от крайнего провода воздушной ЛЭП. При этом отдельные деревья или группы деревьев, растущие на краю просеки, подлежащих вырубке, если их высота превышает расстояние по горизонтали от ветвей деревьев до проводов воздушной ЛЭП;
3. В городских и районных парках, скверах, лесопарках и т.п., которые имеют важное значение для защиты окружающей среды, лесах населенных пунктов, лесах зон округов санитарной охраны курортов обеспечивается такая ширина просек, чтобы расстояние от проводов при их наибольшего отклонения до ветвей деревьев по горизонтали была не менее:

2 метров — для ЛЭП напряжением 20 кВ;

3 метров — для ЛЭП напряжением 35-110 кВ;

4 метров — для ЛЭП напряжением 150-220 кВ;

5 метров — напряжением 330-500 кВ;

8 метров — напряжением 750 кВ.

Необходимо отметить, что минимально допустимые расстояния от электрических сетей до зданий, сооружений, деревьев и других зеленых насаждений, а также от проводов до поверхности земли определены в отраслевых руководящих документов 34.20.505-2003 «Руководящие указания по устройству воздушных линий электропередачи 10 (6) кВ «.
Этим документом предусмотрено, что наименьшие значения расстояния от проводов до поверхности земли в населенной местности в нормальном режиме работы должны быть:

При прохождении воздушной линии вдоль улицы допускается расположение проводов над проезжей частью. В этом случае при пересечении воздушных линий с улицами, проездами и т.п. расстояния по вертикали от проводов до поверхности земли должны быть также не менее приведенных в таблице.
Расстояние по горизонтали от основания опоры воздушной линии до бортового камня проезжей части улицы (проезда) должно быть не менее 1,5 метра. При этом расстояние до тротуаров и пешеходных дорожек не нормируется.
Прохождения воздушной линии над зданиями и сооружениями запрещается. Исключением из этого правила являются лишь производственные здания и сооружения I и II степени огнестойкости в соответствии с правилами пожарной безопасности. В этом случае расстояние по вертикали от проводов до вышеуказанных зданий и сооружений в условиях наибольшей стрелы прогиба должна быть не менее приведенной в таблице. Дополнительным условием для этого является то, что металлические кровли, над которыми проходят воздушные линии, должны быть заземлены.

Расстояния по горизонтали от крайних проводов воздушной линии 10 кВ при наибольшем их отклонения должны быть такими:
1. До ближайших частей производственных, складских, административно-бытовых и общественных зданий и сооружений — не менее 2 метров;
2. До деревьев, расположенных вдоль улиц, в парках и садах, а также тросов подвески дорожных знаков — не менее 3 метров;
3. До границ земельных участков жилых и общественных зданий, в детских игровых площадок, площадок отдыха и занятий физкультурой, хозяйственных площадок или до ближайших выступающих частей жилых и общественных зданий при отсутствии земельных участков со стороны прохождения воздушной линии, а также к границам приусадебных земельных участков индивидуальных домов и коллективных садовых участков — не менее расстояний для охранных зон воздушных линий, приведенные выше.
Прохождения воздушной линии по территориям стадионов и детских учреждений не допускается.
В стесненных условиях допускается принимать для воздушных линий до 6-10 кВ расстояние по горизонтали от крайних проводов при наибольшем их отклонении до границ приусадебных земельных участков, индивидуальных домов и коллективных садовых участков не менее 2 метров.

Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.

Санитарно-защитные зоны ЛЭП — Малахов В.А.

Александра

г.п. Сиверский в ЛО по жилой улице Фрунзе принято решение вести ЛЭП 10000 В (10 кВ). Улица старая, дома расположены 3-4 м от заборов и соответственно в 4-5 от дороги, на участках, находящихся в частной собственности, клеймят деревья под вырубку. Концов найти не можем, администрация дала добро на ведение ЛЭП в населенном пункте без указания определенной улицы. В 100 м от нашей улицы лес, но там не тянут ЛЭП. Провода пойдут 3-10 м от жилых домов и коттеджей, бань, гаражей. Нас заставят снести наши строения? Что нам делать, куда бежать? У электриков все согласования и разрешения уже на руках, все получено втихую, никто из жителей ничего даже не подозревал. Пока жители перекрывают улицу своими машинами, но силы явно неравные. Что мы можем предпринять и законны ли действия энегрокомпании?

Первое – обратимся к нормативными документам:
ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации» пункт 59 «Не допускается прокладка и эксплуатация воздушных линий электропередачи (в том числе временных и проложенных кабелем) над горючими кровлями, навесами, а также открытыми складами (штабелями, скирдами и др.) горючих веществ, материалов и изделий.»
Пока требование этого пункта не нарушено.
В ППБ 01-03 имеется пункт 57 «Проектирование, монтаж, эксплуатацию электрических сетей, электроустановок и электротехнических изделий, а также контроль за их техническим состоянием необходимо осуществлять в соответствии с требованиями нормативных документов по электроэнергетике.»

Однако, Директор Департамента надзорной деятельности генерал-лейтенант внутренней службы Ю.И.Дешевых Письмом от 2 июня 2011 г. N 19-3-1-2086 «О Применении ПТЭЭП, ПУЭ, СНИП» сообщает, что статьей 15 Федерального закона «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля» от 26.12.2008 N 294-ФЗ установлено, что ОНД (ГПН) не вправе проверять выполнение требований, если такие требования не относятся к полномочиям органа государственного контроля (надзора), от имени которого действуют эти должностные лица. Пунктом 1.2.11 ПТЭЭП установлено, что государственный надзор за соблюдением требований настоящих Правил осуществляется органами государственного энергетического надзора.
В связи с изложенным, должностные лица ГПН не имеют полномочий решить Вашу ситуацию. Суть Вашего вопроса находится также вне моей компетенции. Всё же поинтересуемся, что такое «охранная зона ЛЭП».
Для защиты населения от действия электромагнитного поля установлены санитарно-защитные зоны для линий электропередачи (санитарные правила СанПиН 2971-84 «Защита населения от воздействия электрического поля, промышленной частоты»).

Для воздушных высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) устанавливаются санитарно-защитные зоны по обе стороны от проекции на землю крайних проводов. Эти зоны определяют минимальные расстояния до ближайших жилых, производственных и непроизводственных зданий и сооружений:

2 метра – для  ВЛ ниже 1кВ,
10 метров – для  ВЛ 1- 20кВ,
15 метров – для ВЛ 35 кВ,
20 метров – для ВЛ 110 кВ,
25 метров –  для ВЛ 150-220 кВ,
30 метров – для ВЛ  330кВ, 400 кВ, 500кВ,
40 метров – для ВЛ 750кВ,
55 метров – для ВЛ 1150кВ,
100 метров – для ВЛ через водоёмы (реки, каналы, озёра и др.).

Примечание:
– Не допускается прохождение ЛЭП по территориям стадионов, учебных и детских учреждений.
– Допускается  для ЛЭП (ВЛ) до 20 кВ  принимать расстояние от крайних проводов до границ приусадебных земельных участков, индивидуальных домов и коллективных садовых участков не менее 20 метров.

Так же можно обратиться к ПУЭ (Седьмое издание):
2.5.217. Расстояния по горизонтали от крайних проводов вновь сооружаемых ВЛ при неотклоненном их положении до границ земельных участков жилых и общественных зданий, до детских игровых площадок, площадок отдыха и занятий физкультурой, хозяйственных площадок или до ближайших выступающих частей жилых и общественных зданий при отсутствии земельных участков со стороны прохождения ВЛ, а также до границ приусадебных земельных участков индивидуальных домов и коллективных садовых участков должно быть не менее расстояний для охранных зон ВЛ соответствующих напряжений.
Допускается принимать для ВЛ до 20 кВ расстояние по горизонтали от крайних проводов ВЛ при наибольшем их отклонении до границ приусадебных земельных участков индивидуальных домов и коллективных садовых участков не менее 2 м.

Пытаясь подитожить, мы видим два понятия «санитарно-защитные зоны» и «охраненные зоны».
Один документ защищает население от действия электромагнитного поля, а другой защищает линии электропередач от посягательств зоофауны и человеческого фактора.
Как разобраться в этой высшей математике? Какое должно быть расстояние до ограждений земельных участков и строений — 20 метров или 2 метра?
Лично я так думаю: Если встать на защиту человека, то 20 метров. Всё же человек дороже чем Любая ЛЭП.

Второе. Ваше письмо я направил на электронную почту официальных сайтов администрации вашего поселкового совета и администрации Гатчины.

Третье. Не останавливайтесь, обращайтесь за помощью и разъяснениями в государственные инстанции вплоть до прокуратуры.

Валерий, спасибо Вам большое!

Пока застройщики тихушничают, работы не ведутся.

А что касается наших обращений, то деревенские люди говорят: «вовсюда» — так вот вовсюда мы их и разослали. Помогло бы.

В любом случае — еще раз спасибо.

С уважением,
Александра Сорокина

10 кВ, 110 кВ, 0,4 кВ, 35 кВ, 6 кВ, сколько метров в каждую сторону, строительство ВЛ в рекреационной местности по ПУЭ

При строительстве линий электропередачи всегда обеспечивается охранная зона ЛЭП. Таковая регламентируется специальными правилами. Если не соблюдать санитарную зону ЛЭП, возникнут риски для здоровья и жизни людей. И не только. Вот почему важно знать нормы охранной зоны линий электропередачи до сантиметра, а также причины установления таковых.

ЛЭП по нормам ПУЭ

Удаленность защитной зоны линии электропередачи

Ее отступ в каждую сторону зависит от номинального класса напряжения (проектного). Например, охранная зона ЛЭП 10 кВ составляет 10 метров (за некоторыми исключениями).

Линии электропередачи

Данное расстояние определяется стандартом, принятым на основании исследований особенностей того или иного напряжения. Эта дистанция отмеряется в каждую сторону от линии. Получается, что такая зона ЛЭП выражена тоже в виде линии, но охватывающей и сами сооружения, и немного территории рядом.

В таблице ниже представлены установленные по документам расстояния в каждую сторону от электролиний для различных классов напряжения. Эти правила насчет зоны ЛЭП соответствуют СНиП, СанПиН и ПУЭ и обязательны к соблюдению. Так что прежде чем затевать вблизи от нее какую-либо стройку, важно удостовериться, что это не противоречит законодательству.

Важно учесть, что если линия относится к классу напряжения 1 кВ, 10 кВ или 20 киловольт, на то, сколько метров в каждую сторону требуется отступить, влияет тип линии и где таковая размещена.

Вот почему иногда при классе напряжения 1 киловольт, 10 кВ или 20 кВ хватит и 5 метров. А именно, когда это линии с изолированными или самонесущими проводами, которые локализуются в границах населенных пунктов.

Однако этот аспект относится только к данному классу напряжения. Например, если это 6 кВ или 10 кВ. Охранная зона ЛЭП 110 кВ не имеет никаких исключений и соблюдается одинаково вне зависимости от каких-то внешних факторов. Даже охранная зона при уровне напряжения 35 кВ.

Схема охранных территорий различных линий

Дистанция регулируется также санитарными правилами и нормами (СанПиН).

Касаются они и ЛЭП в 110 кВ, и в 1 киловольт. Согласно СанПиН рабочему может разрешаться нахождение в охранной зоне, если присутствует допуск. Правила особо не изменились с 2016 года.

Важно соблюдать любые охранные зоны линий электропередач. Это необходимая безопасность. Даже если это охранная зона ЛЭП 35 кВ или того меньше.

Иначе возможен не только штраф, но и более серьезные последствия. Ведь ограничение доступа к зоне ЛЭП иногда влечет трагические события.

Электролинии

Ориентировочно определить класс напряжения возможно даже на картинке, фото или видео, по количеству изоляторов на гирлянде:

1. 10 киловольт – 1.
2. 35 киловольт – 3–5.
3. 110 киловольт – 6, 7, 8.
4. 220 киловольт – 10–15.

Но в идеале, конечно, лучше так не делать. Важно выяснить из документации, каков точно класс напряжения ЛЭП. От этого будет зависеть разрешенное расстояние до тех или иных объектов, то есть охранная зона электролиний. И тогда никто не сможет придраться в случае чего.

Кстати, если изоляторы маленькие, значит, вполне возможно, тут действует охранная зона ВЛ 0.4 кВ. ВЛ – означает «воздушная линия». Также возможно определить, что это за тип ЛЭП и какая тут охранная зона, по опорам.

Для 4–6–10 (ВЛ-4 (4 кВ), ВЛ-6 (6 кВ), ВЛ-10 (10 кВ)) ограничения более жесткие, чем для 0.4 и 0.6 кВ. Но и для самых слабых линий всегда присутствует охранная зона. Ведь даже в этих ЛЭП напряжение очень высоко, и для человека оно может стать смертельным. Также присутствует некоторый риск возгорания различных объектов при аварии.

Безопасное расстояние до проводов ЛЭП

Важно понимать, что защитная зона ЛЭП четко регламентирована. Да, возможно часто встретить случаи, когда она не соблюдается грубейшим образом. Однако в любой момент, в случае обнаружения нарушения надзорными органами, возможно привлечение к ответственности нарушителей.

Незаконные постройки около линий могут в итоге быть снесены, причем срочно. Например, если требуется доступ к зоне ЛЭП для устранения аварии.

А если возникнут какие-то критические последствия, то ответственность может в итоге быть уже не административной, а уголовной. Например, если будет нанесен материальный ущерб на крупную сумму, либо же ущерб здоровью или летальный исход.

Деятельность человека в охранной зоне

Есть несколько запрещенных действий на такой территории. В России нередко нарушаются эти правила, что влечет ответственность. Важно знать все запреты, чтобы ничего не нарушить при той или иной деятельности.

Охранная территория ВЛ

Вот что запрещено в охранной зоне:

• размещение строений, сооружений под ЛЭП;
• сам процесс стройки;
• проведение мероприятий около ЛЭП;
• прохождение судов, проезд наземного транспорта;
• нахождение человека или группы людей;
• забрасывание предметов на линии;
• подъем на опору ЛЭП;
• организация склада.

Отдельно важно сказать о том, что рядом с высоковольтными линиями, например выше 1000 вольт, запрещено складировать горюче-смазочные материалы. Иначе велик риск возгорания в силу высокого напряжения.

Линии на опорах

Где-то последнее вообще достигает 10000 вольт.

И потушить такие пожары, во-первых, не получится быстро, во-вторых, обойдется дорого. Мощность, измеряемая в кВт, конечно, тоже влияет на ситуацию, но нормы пишут, руководствуясь напряжением. Они все равно прямо пропорциональны.

Допускается проводить только разрешенные работы. Иногда позволяется строить что-то, но, опять же, требуется письменное разрешение. В противном случае постройки будут считаться незаконными. Какой бы безвредной ни казалась постройка или склад, будучи неразрешенными, они препятствуют обслуживанию линий электропередачи.

Такая территория регулируется «Правилами установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства», утвержденными постановлением правительства России под номером 160 от 24.02.2009.

На заметку

Его пунктами устанавливаются расстояния от линий электропередачи, на которые распространяется такая зона. А также рассказывается и о том, как устанавливаются границы.

Однако присутствуют и дополнительные причины:

• сохранение самих ЛЭП в безопасности;
• сохранение свободного доступа к сооружениям;
• предотвращение пожара.

Эти причины ограничений оправданны. И потому действующие ныне правила не будут отменены, и нормы об охранных зонах вряд ли изменятся в меньшую сторону. Впрочем, вряд ли стандарты изменятся и в другую сторону.

Опоры ЛЭП в населенном пункте

Если охранная зона нарушается, приходится сносить незаконно возведенные постройки. И не важно, что это: автомойка или радиовышка. Для охраны электроустановки и безопасности людей сооружение требуется снести. К тому же опасно проводить ремонтные работы в стесненных условиях.

Вот почему, перед тем как что-то предпринимать, важно получить разрешение в Ростехнадзоре и, возможно, оформить сервитут на конкретном участке земли (совместное пользование земельным участком).

Тогда все будет по закону. Требуется внимательно составлять границы при оформлении сервитута. При этом следует убедиться, что никто не допустил ошибки.

Оформлять сервитут возможно, если расположение ЛЭП рядом с частным сектором и в охранной зоне удобно проложить дорогу. Жители таким способом получают права проезжать по этой территории.

Опоры воздушных линий

Но такая практика не допускается в отношении постоянных построек, в том числе и средств для связи. Максимум – для небольшой дороги с редким движением. Ведь это не будет мешать доступу к электроустановке.

Сервитут оформляется обычно с садоводческим огородническим некоммерческим товариществом (СНТ). И он не должен противоречить правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Иначе будет ответственность в соответствии с КоАП РФ. В лучшем случае.

Если хочется построить что-то на такой территории, важно понимать, что даже если получить разрешение, на объект в итоге, возможно, наложат обременение. А это значит, что не получится потом при желании быстро его снести или видоизменить. Опять все придется согласовывать.

Схема с размерами охранных территорий ЛЭП

Налагаются ограничения и на разработку природных недр. Если это будет нарушено, понесет ответственность и подрядчик, и тот, кто его нанял. Так что перед тем как взяться даже за юридическую сторону вопроса, важно все обсудить с консультантом. При постройке в зоне ЛЭП учитывается все: сколько будет объектов рядом, каковы будут габариты таковых, как планируется размещать.

Также в защитной зоне требует согласования спил и рубка деревьев. В том числе – промышленная вырубка леса. Ведь поддержание должного качества грунта придает устойчивости опорам электропередачи.

А без тех же растений почва ухудшится. Если все-таки требуется вырубить часть деревьев, то это целое мероприятие. Берутся образцы грунта до и после, проверяются на соответствие нормам ГОСТа. Если все в порядке, заново ничего не садят.

Отступы от проводов воздушных линий по ПУЭ

Также всегда будет запрещаться и высаживание деревьев без согласования. Во-первых, это временное ограничение доступа тем же инвентарем для посадки.

А во-вторых, корни будут проникать в грунт, и в итоге неизвестно, как это повлияет на устойчивость электроустановки. Да и некоторые деревья могут вырасти на опасную высоту. Так что запреты здесь не менее серьезные, чем при производстве земляных и подземных работ.

Безопасность и вред для здоровья

Линии электропередачи воздействуют на здоровье человека, который находится слишком близко к ним. И воздействие ЛЭП негативно. К тому же находиться слишком близко к линиям электропередачи опасно для жизни. Например, если оборвется провод ЛЭП, высок риск, что он убьет стоящего рядом человека.

Зоны ВЛ согласно ПУЭ и СанПиН

Накопилось немало информации о том, что для человека вредно находиться слишком близко к таким линиям электропередачи. Пока что до конца не изучено воздействие, которое оказывается на организм в зоне ЛЭП, а иногда и за пределами таковой.

Но в том, что оно есть, сомнений уже нет.

Что до химических выделений, то от самих линий таковых нет. Однако если много киловольт, а рядом расположены какие-то пластиковые материалы, они могут начать выделять вещества. Не всегда, в зависимости от химического состава и уровня нагревания воздуха вокруг высоковольтных линий.

Конечно, присутствует и прямая угроза в зоне ЛЭП. Если какой-то кабель оборвется, это, возможно, приведет к летальному исходу для человека или пожару. И последний не так-то просто потушить, особенно если рядом с линиями электропередачи множество незаконных помещений вроде гаражей, которые не успели снести.

Опора ЛЭП около города

Тонкости

Рабочие, что несут вахту около ЛЭП, должны быть в защитной спецодежде. Таковая подразумевает диэлектрические материалы, в том числе и для перчаток.

Глаза должны защищать очки. С учетом того, что это высокая конструкция, на голове обязательна строительная каска. Такие меры обязательны, даже если ничего не собираются строить рядом, а просто ведут профилактический осмотр сооружений ЛЭП.

Конечно, наибольшей опасности подвергаются те, кому довелось пролагать линии. Тут сразу видно появление дополнительных факторов риска, что доказывает практика. Это не просто нахождение в зоне ЛЭП.

Схема подключения дома согласно ПУЭ и СНиП (СП)

Нужно проложить СИП (самонесущий изолированный провод), иногда протянуть таковые через канал, установить знаки. Появляется множество рисков в том числе для зрения.

Но, пожалуй, все-таки больше всего проблем возникает уже при электропередаче, когда все возведено и работает. Ведь жильцы загородных домов и населенных пунктов начинают забывать об опасности, которую таят такие линии электропередачи.

Немало проблем в рекреационных зонах. На участках рядом с торговыми центрами такого нет, потому что предприниматели заинтересованы в соблюдении правил. Для них и размеры штрафов больше, да и проблем с судебными разбирательствами тоже больше. Проще соблюсти правила и не доводить до суда.

Воздушные линии

Чтобы снижать риски, и разработаны нормы СНиП, ПУЭ (правила устройства электроустановок) и другие нормативы. Большинство из определений, обозначений и правил разработано профильными учреждениями. Но кое-что сделано и, к примеру, в ЦАГИ.

Так что, прежде чем вести строительство на такой территории, важно прочесть оригинальные документы, действующие в последнем издании, а не Википедию. Иначе вполне законно будет вызван наряд полиции. Это, конечно, уже край, и неминуемо последует ответственность.

Правила нахождения в охранных зонах ЛЭП

Лицам без разрешения нельзя находиться рядом с кабельной электроустановкой. Это касается и строительных бригад, и просто прохожих. Только в случае проведения согласованных работ дается разрешение на нахождение в зоне ЛЭП. Но только на время проведения запланированных мероприятий.

Чертеж электролиний

Перед тем как выдать разрешения, учитывается типовая технологическая карта (ТТК) ЛЭП, а также проект производства работ (ППР). Изучают чертежи. Лишь после этого решается, будет ли дано разрешение. Таков порядок согласно закону.

Кто-то будет называть это бюрократией. Но, по сути, такие условия – необходимость. По крайней мере, благодаря этому по закону не получится построить обычный гараж в такой зоне ЛЭП. И не придется ничего экстренно убирать. И это благо для общества.

Основные требования

Во-первых, должна быть очевидна цель пребывания около ЛЭП. Во-вторых, на достижение этой цели должно быть получено разрешение. В-третьих, каждый, будь то рабочий, инспектор или иное лицо, должен перед началом работ пройти инструкцию по безопасности нахождения рядом с ЛЭП.

Днем

Правила действуют в любой точке страны.

И в Московской области, и в Тюменской. Труд, связанный с работами в зонах ЛЭП, принципиально не отличается. Впрочем, природные условия вокруг охранной зоны разные, и где-то это влияет еще и на судоходное дело. Например, нельзя бросать якорь в этой зоне.

Работа крана в охранной зоне ЛЭП

Грузоподъемная техника всегда требует острожного обращения. Особенно в зоне ЛЭП. Иначе риску подвергнутся все, кто находится вокруг. Ниже в таблице представлены нормы расстояния до токоведущих частей и их проекций, которые важно соблюдать при работе стреловым краном в охранной зоне.

Как видно из таблицы, расстояние до автокрана должно быть несколько больше. Это и понятно, ведь в противном случае работа фактически была бы невозможна. Данные правила распространяются на все типы грузоподъемной техники.

Перед тем как подъехать на таком средстве в зону ЛЭП, важно убедиться, что качество дороги достаточно хорошее и не случится аварии, в ходе которой указанное расстояние будет нарушено. Важно убедиться и в том, хватает ли ширины полотна. Это же касается и любого другого транспорта, спецтехники, включая экскаваторы.

Правила работы крана

Следует учесть

Под охранной зоной, согласно СНиП (СП), в отношении линий электропередачи подразумевают расстояние от крайних проводов до условной вертикальной плоскости в каждую сторону. Что до территории непосредственно под линиями, то она, конечно же, также входит в охранную зону. Это призвано уменьшать риски.

Высоковольтные линии

Учитывается, что это за тип ЛЭП. На основании этого определяется, сколько метров будет охранная зона. Для низковольтных линий (вроде 0.4 кВ) хватит и пары метров, тогда как для высоковольтных требуется несколько десятков.

Определять, сколько метров будет зона ЛЭП, имеет право лишь инженер-энергетик, подтвердивший квалификацию, в том числе в области физики. Он должен идеально разбираться в устройстве установки.

В зоне не должно быть жилых домов, общественных зданий, деревьев. Это запрещается нормативными актами СНиП (СП). В случае нарушения, согласно административному кодексу, будет выполнено оформление штрафа.

В деревне

Сами электроустановки типовые, соответствуют стройгенплану. Последний не должен противоречить СНиП. Если в конкретных условиях инженер решил, что лучше подойдет иной вариант, требуется согласовывать это. Данные меры необходимы для того, чтобы избежать в дальнейшем сноса.

Правила СНиП действуют вне зависимости от того, что это за территория. В том числе и в рекреационной зоне. Так что там точно так же нельзя проводить мероприятия рядом с линиями электропередачи.

И для исключений из правил нет оснований.

В заключение важно отметить, что в районе ЛЭП всегда устанавливают охранную зону в соответствии с нормативами федерального законодательства. И в ней всегда будут запрещать что-либо делать без согласования.

Подача электричества в город

Вряд ли в ближайшее время будут изменения. В противном случае возникнут претензии. И не без оснований, ведь линии электропередачи – опасное сооружение, требующее особо осторожного подхода.

Чем грозит собственнику земельного участка соседство с ЛЭП

Кого охраняет охранная зона

Хотим мы того или нет, но мы вынуждены жить в окружении воздушных линий электропередачи (ЛЭП). По крайней мере, пока. Уводить их под землю очень дорого и не всегда безопасно. Поэтому в районах индивидуального жилищного строительства сегодня проходят линии 6-­10 кВ, реже – 35 кВ. Намного меньше в черте населенных пунктов Кемеровской области ЛЭП напряжением 110 кВ. Так, в зоне ответственности ПАО «МРСК Сибири» находится 238 ЛЭП 110 кВ, из них 123 (чуть больше половины) частично или полностью проходят по территории городов и сел. Линии 220 кВ и выше, обслуживанием которых занимается ПАО «ФСК ЕЭС», как правило, вместе с подстанциями расположены за чертой населенных пунктов, но и их эта тема касается, хоть и в меньшей степени.

Независимо от уровня напряжения, у каждой линии электропередачи есть охранная зона. И чем мощнее ЛЭП, тем больше «территория отчуждения» вблизи нее. Уменьшить ее никаким образом нельзя. Устанавливается охранная зона в первую очередь для обеспечения безопасной и безаварийной работы энергообъекта. По крайней мере, именно такое обоснование прописано в Постановлении Правительства №160 от 24.02.2009 «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон». Вместе с тем охранная зона оберегает людей и от воздействия электромагнитных полей, обрыва проводов, падения конструкций и т.д. Но именно из­за этой «заботливой» охранной зоны могут возникнуть проблемы у собственника недвижимости.

Обремененные электричеством

Из очевидных неудобств – те ограничения, которые прописаны в постановлении: в охранной зоне нельзя вести строительные работы, использовать крупногабаритную технику, складировать различные материалы, разводить костры, размещать детские и спортивные площадки, загоны для скота, гаражи и т. д. Энергетики ежегодно издают памятки и листовки, в которых рассказывают, почему опасно запускать воздушных змеев вблизи ЛЭП и влезать на крышу строений, если над ней проходят провода. Для того чтобы получить повреждение электрическим током, не обязательно хвататься руками за оголенный провод. Током может ударить и на немалом расстоянии.

«Известно большое количество историй, когда участки под ЛЭП выдавались конкретно под огороды, – рассказал нам заместитель начальника службы высоковольтных линий Северо­Восточных электрических сетей филиала ПАО «МРСК Сибири» – «Кузбассэнерго­РЭС» Николай Герасимов. – Со временем на этих участках вырастали дворцы, потому что люди считали, что раз земля принадлежит им, они могут распоряжаться ею, как хотят. Но это, увы, не так».

Охранные зоны ЛЭП – это территория с двойственным статусом. С одной стороны, собственник имеет права на этот участок и может совершать сделки с ним. С другой – использование земли в охранной зоне ограничено законом и требует проектного согласования практически любых действий с электросетевой организацией. То есть земля находится в собственности, но хозяин не может распоряжаться ею по своему усмотрению. Если пренебречь этими согласованиями, можно столкнуться с определенными проблемами при регистрации дома и его постановке на кадастровый учет, а межведомственная комиссия и вовсе может вынести предписание о сносе любых построек, которые мешают доступу специалистов и техники к проводам и опорам для проведения их ремонта и обслуживания. И это законное право, а не прихоть сетевиков.

Если же вы взяли участок с уже имеющимися строениями в охранной зоне, стоит задаться вопросом, было ли согласовано с электросетевой компанией их строительство. Если нет, то постараться его узаконить. «Был в нашей практике случай, когда несогласованный гараж в охранной зоне стал причиной короткого замыкания и отключения целого поселка, – рассказал Николай Герасимов. – Ветром загнуло железную крышу на опору. Нам пришлось привлечь к решению вопроса Ростехнадзор. Радикальных мер к нарушителю надзорные органы пока применять не стали, но выписали крупный штраф и обязали сделать более надёжную кровлю».

Не стоит забывать и о вреде электромагнитных полей промышленной частоты (МППЧ), источником которых являются высоковольтные ЛЭП. Его вредное воздействие в нашей стране до конца не доказано, но и не исключено. «Участки с линиями электропередачи, действительно, продаются сложнее, а стоят дешевле, – рассказала риелтор Мария Сизина. – Дело в том, что люди боятся не столько строительных ограничений, сколько вреда для их здоровья. В инфопространстве есть отсылки к каким­то статьям по этой теме, но конкретных заключений специалистов нам найти не удалось».

Принято считать, что безопасное расстояние, на котором возможно длительное пребывание человека без вреда для здоровья, – то, на котором уровень напряженности электрического поля внутри жилых помещений не превышает 0,5 киловольт на метр (кВ/м), в зонах жилой застройки – 1,0 кВ/м. При желании можно попросить специалистов санитарно­эпидемиологической службы (СЭС) провести необходимые замеры. Энергетики утверждают, что превысить этот норматив даже в охранной зоне очень сложно и линии как минимум до 110 кВ абсолютно безопасны. «По нашим нормативным документам, электромагнитные поля линий 110 кВ и ниже минимальны, не учитываются при аттестации рабочих мест и не входят в перечень вредных факторов», – пояснил Николай Герасимов.

А в советское время магнитная составляющая излучения высоковольтных линий электропередачи вообще не учитывалась в нормативах безопасности.

Однако по европейским нормам жилье должно находиться на расстоянии не менее 500 метров от ЛЭП 110 кВ, в то время как в России это 20­метровая зона. И пока кузбасские энергетики, ориентируясь на нормативы, верят в безобидность электромагнитных полей, западные исследования показывают, что при проживании вблизи ЛЭП повышается риск ряда заболеваний – лейкозов, опухолей мозга, онкологии молочной железы и других. Также встречаются виды аллергий, при которых у человека при воздействии электрического поля высокого значения может начаться реакция, похожая на эпилептическую. У мужчин снижается репродуктивная функция.

Российские стандарты только начинают замечать МППЧ. В 2001 году СанПиН установил предельное значение магнитного показателя для жилых помещений в 10 мкТл, а для территории жилой застройки – в 50 мкТл. С 10 ноября 2007 года требования ужесточились и нормы составили 5 и 10 мкТл соответственно. Но даже эти цифры в десятки раз выше порога в 0,2 мкТл, которого придерживаются во многих европейских странах. Такая неприхотливость российских требований по­своему оправдана, ведь если наша страна признает опасным уровень МППЧ хотя бы в 0,4 мкТл, страшно подумать, какое количество домов, детсадов и школ окажутся в зоне риска и властям придется с этим что­то делать.

Семь раз проверь

Покупая машину, мы детально изучаем всевозможные базы данных – смотрим, не в угоне ли автомобиль, не в залоге ли, нет ли ограничений по постановке на учет. При покупке недвижимости и земельных участков мы тоже анализируем документы. Но в договорах купли­продажи и в свидетельстве о праве собственности на земельный участок прописывают далеко не все обременения. В основном это ограничения, наложенные в части права собственности: арест, залог, ипотека. Для точного понимания наличия обременений по ЛЭП необходимо заказать расширенную выписку из ЕГРН на участок или ознакомиться с публичной кадастровой картой, которая находится в общем доступе в сети. В документы государственного кадастрового учета недвижимого имущества энергетики с 2009 года вносят границы охранных зон после их согласования с органами исполнительной власти.

Если же вы не покупаете землю, а получаете ее от муниципалитета или другого органа, вы можете отказаться от участка «с приданым» из­за невозможности использовать его по назначению и потребовать адекватную замену.

Хотя кадастровая карта не всегда является гарантом безопасности собственника. «Известны случаи, когда при покупке участка сведения о наличии охранной зоны ЛЭП в государственном кадастре недвижимости отсутствовали и появлялись уже после совершения сделки купли­продажи, – отметил Евгений Георгинский, юрист коллегии адвокатов «Юрпроект». – В результате чего вполне добросовестный собственник «попадал» на весь пакет ограничений и нес убытки. Однако при предъявлении соответствующих исковых требований к сетевой организации суд может встать на сторону энергетиков, в частности, если будет иметь основания считать, что хозяин земли мог знать о наличии линии вблизи его участка. К примеру, если одна из опор находится на его территории». Тем более что визуальный осмотр земельного участка позволяет однозначно определить, есть ли на нем воздушная линия электропередачи и, соответственно, ее охранная зона. Очевидно, что единственный, кто может избавить вас от неприятностей с охранными зонами – это вы сами. Перед подписанием документов необходимо изучить территорию вдоль и поперек.

Все чего-­то выжидают

Энергетики проводят ежегодные плановые осмотры ЛЭП, в ходе которых выявляют в том числе и случаи несанкционированного строительства в охранных зонах. Первым делом они уведомляют собственника о нарушении, а параллельно направляют документы в орган исполнительной власти и надзорные органы – Ростехнадзор и прокуратуру – для принятия соответствующих мер реагирования.

Если вам «посчастливилось» получить подобное уведомление от энергетиков, первым делом необходимо поднять первичные паспорта, разрешения, проекты и документы на собственность, чтобы выяснить, что появилось раньше – ваше строение или линия электропередачи.

Охранная зона ЛЭП

Определить, какое напряжение у данной линии, можно косвенно, посчитав количество изоляторов на опоре ЛЭП. Если в гирлянде 1 изолятор, напряжение ЛЭП соответствует 10 кВ, 3-5 изоляторов – 35 кВ, 6-8 – 110 кВ, а 15 изоляторов – 220 кВ соответственно.

Если окажется, что постройка возвелась в пределах уже существующей охранной зоны ЛЭП, по закону владелец участка будет должен согласовать ее присутствие с энергетиками или демонтировать. Некоторые собственники несанкционированных домов организуют вынос распределительных сетей за пределы своего участка за собственный счет – лишь бы снять с себя весь груз обременения. Если же окажется, что линия электропередачи прошла по уже зарегистрированной частной собственности, владелец участка вправе потребовать от энергетиков так называемого сервитута – предоставления права ограниченного пользования его участком и установления определенной ежегодной платы за это. При строительстве ЛЭП сотрудники электросетевой компании должны заранее оговорить эти условия с собственником земельного участка и при необходимости выкупить строения в местах установки опор. Если хозяин по каким­то причинам не идет навстречу и не согласен добровольно ограничивать себя в правах на пользование своей землей, трасса линии смещается.

Конечно, механизм контроля и привлечения к ответственности за несанкционированное строительство в охранной зоне ЛЭП у нас в области не отлажен, признали специалисты «Кузбассэнерго­РЭС». Но собственникам земли однозначно не стоит пользоваться этим несовершенством системы и занимать выжидательную позицию, не прилагая усилий к решению вопроса. Даже если сегодня вас не принуждают снести дом или убрать гараж, завтра, когда понадобится устранить аварийную ситуацию или провести капитальный ремонт энергообъекта, к вам могут приехать с требованием сделать это в кратчайшие сроки. Произойдет ли это через неделю или через 20 лет – никто не знает. Стоит ли сидеть на пороховой бочке?

Безопасность линий электропередач — Международная ассоциация вывесок

Перед сборкой или разборкой крана работодатель должен определить, может ли он подойти ближе 20 футов к линии электропередачи (до 350 кВ). В таком случае работодатель должен выполнить одно из следующих действий:

(a) Подтвердите в энергетической компании, что линия обесточена и явно заземлена на рабочем месте.
(b) Убедитесь, что никакая часть не находится ближе 20 футов от линии электропередачи.
(c) Следуйте , Таблица A , в которой указаны минимальные зазоры в зависимости от напряжения.

ТАБЛИЦА A: Минимальные зазоры в зависимости от напряжения

Краны нельзя собирать / разбирать ниже линии электропередачи или в пределах зазоров Таблица A от линии электропередачи. Если используется Таблица A , владелец / коммунальное предприятие должно предоставить напряжение линии электропередачи работодателю в течение двух дней с момента запроса.

Линии электропередач должны считаться находящимися под напряжением до тех пор, пока не будет подтверждено, что они обесточены и явно заземлены.Предупреждения об опасности поражения электрическим током должны быть размещены на видном месте в кабине крана и снаружи кабины на виду у оператора (за исключением мостовых козловых и башенных кранов).

Рабочие зоны должны быть разграничены на 360 градусов вокруг оборудования для предотвращения посягательств в пределах 20 футов от линии электропередачи. Если линия не обесточена, перед началом работ необходимо также провести встречу с экипажем для проверки расположения линий и процедур для предотвращения посягательств. Для предотвращения посягательства необходимо принять меры, аналогичные тем, которые требуются при сборке / разборке, но в этом случае также возможна изоляционная перемычка между линией нагрузки и нагрузкой.

Операторы и члены экипажа должны быть обучены:

• О процедурах, которым необходимо следовать в случае контакта с линией электропередачи
• Предположить, что линии электропередач находятся под напряжением до тех пор, пока не будет подтверждено и явно заземлено
• Предположить, что линии электропередач не изолированы, пока иное не подтверждено владельцем или квалифицированным лицом
• О пределах изолирующих перемычек и других устройств (например, сигнализаторов приближения)
• О надлежащих процедурах заземления и их ограничениях.

Споттеры также должны пройти соответствующее обучение.

Что делать, если линия не обесточена?

Если линия не обесточена, работодатель должен предпринять следующие действия:

• Провести встречу с бригадой по монтажу / демонтажу для обсуждения мер по предотвращению посягательств.
• Используйте только непроводящие метки.
• Используйте специальный наблюдатель, сигнализацию приближения, устройство предупреждения о дальности, автоматическое ограничительное устройство или повышенную сигнальную линию / барьер, расположенный в поле зрения машиниста крана.

Исключения из таблицы A? Соблюдайте следующие минимальные меры предосторожности

Если работа должна работать ближе, чем , таблица A, значения , то должны быть приняты как минимум следующие меры предосторожности:

• Работодатель должен показать, что Таблица A неосуществима и что невозможно обесточить и заземлить или переместить линию.
• Безопасные расстояния должны определяться владельцем / оператором линии или зарегистрированным профессиональным инженером, который является квалифицированным лицом.
• Должно быть проведено плановое совещание и должны быть внедрены разработанные процедуры (если процедуры неадекватны, работа должна быть остановлена ​​и установлены новые процедуры или линия должна быть обесточена).
• Устройства автоматического повторного включения не должны работать.
• Должен быть назначен специальный наблюдатель.
• Между линией и нагрузкой должна быть установлена ​​повышенная предупредительная линия / заграждение или изолирующая перемычка, за исключением работ на линиях электропередачи / распределения, охватываемых Подчастью V (дополнительные положения вступают в силу через один-три года после даты вступления в силу).
• Необходимо использовать непроводящий такелаж.
• Необходимо использовать устройство ограничения диапазона движения.
• Необходимо использовать непроводящие сигнальные шнуры.
• Должны быть установлены заграждения на расстоянии не менее 10 футов от оборудования (где это возможно).
• Оборудование должно быть правильно заземлено.
• Рабочие не должны касаться линии над изолирующей перемычкой.
• На территорию разрешается находиться только основной персонал.
• Изолирующий шланг линии или кожух должен быть установлен владельцем / оператором, если он недоступен.
• Владелец и пользователь должны встретиться с оператором оборудования и другими работниками для ознакомления с процедурами.
• Необходимо указать одного человека, который будет выполнять план и в случае необходимости может прекратить работу.
• Документация по этим процедурам должна быть немедленно доступна на месте.
• Устройства безопасности и вспомогательные средства должны соответствовать спецификациям производителя.
• Все сотрудники должны быть обучены технике безопасности на линиях электропередач в соответствии с 1926.1408 (g).

Расстояния между оборудованием

Оборудование, перемещающееся под линией электропередачи или рядом с ней, должно:

(a) Иметь опущенную стрелу / мачту и опорную систему
(b) Соблюдайте минимальные зазоры, установленные в , Таблица T
.
(c) Уменьшите скорость, чтобы минимизировать нарушение
(d) Используйте специального наблюдателя, если ближе, чем 20 футов
(e) Освещение или идентификация линий электропередач в ночное время
(f) Определить и использовать безопасный путь передвижения.

ТАБЛИЦА T

Минимальные расстояния без груза

9 Передача и распределение электроэнергии | Энергетическое будущее Америки: технологии и трансформация

состояния компонента или части оборудования, например, с помощью монитора вибрации, датчика температуры, датчика водорода на трансформаторе или производной оценки с использованием алгоритма износа. Автоматический анализ, такой как сравнение износа с пороговым значением, позволит сигнализировать о превышении порогового значения менеджеру активов, который затем будет выполнять техническое обслуживание.Сегодня операторы знают о состоянии оборудования только при выполнении планового обслуживания или при возникновении неисправности.

При работе современной сети оптимизация может распространяться на выявление неиспользованной мощности, что позволяет избежать запуска более дорогостоящих ресурсов генерации. Динамические данные в реальном времени показывают, когда и где такая неиспользованная генерирующая мощность доступна. Использование избыточной мощности также относится к трансформаторам, линиям электропередачи и распределительным линиям. Например, развертывания дорогостоящего распределенного энергоресурса можно было бы избежать, если бы оператор знал, что распределительная система способна нести большую нагрузку от подстанции.

Поскольку датчики современной системы T&D предоставляют больше данных, планирование активов также улучшается. Лица, принимающие решения, могут более экономно решать, где, что и как инвестировать в будущие улучшения сети. Будь то оптимизация активов или эффективная работа, информация в реальном времени, поступающая от современных сетевых датчиков, в сочетании с ее широким обменом и эффективной обработкой значительно улучшит систему.

Подробное обсуждение выбранных технологий

Гибкая система передачи переменного тока

Гибкая система передачи переменного тока (FACTS) представляет собой набор устройств, в основном на основе силовой электроники, которые применяются, в зависимости от необходимости, для управления одним или несколькими параметрами передачи переменного тока, такими как ток, напряжение, активная мощность и реактивная мощность. мощность — для улучшения возможности передачи мощности и стабильности.Устройства FACTS потребуются по-разному для решения проблем, связанных с модернизированными системами T&D. Они улучшат качество электроэнергии и увеличат эффективность, обеспечивая высокоскоростное управление энергосистемами, управление потоком мощности по линиям, контроль напряжений и управление реактивной мощностью. Они также будут полезны для предотвращения краха и восстановления системы. Технология FACTS помогает решить многие из проблем, описанных ранее: обеспечение возможности подключения удаленных и асинхронных источников энергии, таких как ветер, солнечная энергия, топливные элементы и микротурбины; поддержка оптовых рынков электроэнергии посредством управления потоками энергии; стабилизация качелей мощности; сделать систему более безопасной и самовосстанавливающейся; и оптимизация использования имеющихся активов.

сетей передачи электроэнергии — Всемирная ядерная ассоциация

(обновлено в августе 2020 г.)

• Национальные и региональные сетевые системы, соединяющие производителей с оптовыми потребителями, обычно так же важны, как и производство электроэнергии.
• Объем инвестиций в них часто аналогичен объему генерирующих мощностей.
• Новая технология позволяет передавать высокие напряжения на большие расстояния без больших потерь.
• Операторы систем передачи (TSO) несут ответственность за качество электроснабжения.
• В тех случаях, когда национальная энергетическая политика ставит во главу угла надежность энергоснабжения, роль TSO заключается в достижении эксплуатационной надежности из различных источников с различными характеристиками.

Страны с хорошо развитой электроэнергетической инфраструктурой создали сети, управляемые операторами систем передачи (TSO), для передачи электроэнергии в распределительные системы там, где это необходимо.Если электростанции могут быть расположены близко к центрам нагрузки, они менее важны, чем удаленные станции, как, например, многие гидроэлектростанции и ветряные электростанции. Можно использовать более низкое напряжение. При более высоких напряжениях, например 500 кВ и выше, потери при передаче на сотни километров значительно снижаются. При сверхвысоких напряжениях (UHV) , например, 1000 кВ переменного тока или 800 кВ постоянного тока, потери дополнительно снижаются (, например, до 5% на 1000 км или 3,5% для HVDC), но требования к капиталу выше. Новые планы касаются линий 1100 кВ постоянного и 1050 кВ переменного тока.В Германии рассматривается возможность преобразования некоторых существующих линий переменного тока в постоянный ток для увеличения их пропускной способности.

Потери при передаче часто составляют около 6%, хотя средний мировой показатель составляет 8%. В США оценка составляет около 6%, или 250 ТВтч в год, на сумму около 20 миллиардов долларов. ЕС теряет 6%, но показатель Великобритании составляет 8%. Китай работает над сокращением потерь при передаче с 6,6% в 2010 году до 5,7% в 2020 году, Япония в 2013 году имела потери 5%, а Южная Корея — 3%. В Индии потери при передаче в 2011 году составили 222 ТВт-ч (21%), а в 2013 году — 18%, в основном из-за краж.Некоторые страны выше. (Статистика Международного энергетического агентства)

Оптовые распределительные компании («дискотеки») понижают напряжение с помощью трансформаторов, в конечном итоге, до внутреннего напряжения, и продают электроэнергию.

Передающие сети обычно работают с переменным током (AC), который можно легко преобразовать в более высокие или более низкие напряжения. Все чаще линии постоянного тока (DC) используются для конкретных проектов, в частности, подводные кабели, связывающие страны или соединяющие морские ветряные электростанции с наземными сетями через преобразовательные подстанции.Кроме того, высоковольтные линии постоянного тока (HVDC) становятся все более важными для эффективной передачи на большие расстояния.

Обычно напряжение 132 кВ или выше будет подключать электростанции и обеспечивать основу энергосистемы, в то время как 66 кВ, 33 кВ или 11 кВ могут подключать к ним возобновляемые источники энергии, такие как ветер. Распределение составляет 400 вольт, а иногда и меньше.

В синхронной сети, такой как Западная Европа, все генераторы находятся в фазе, что позволяет передавать мощность переменного тока по всей территории, соединяя большое количество генераторов и потребителей электроэнергии и потенциально обеспечивая более эффективные рынки электроэнергии и резервные генерирующие мощности.В мае 2014 г. были подключены электрические сети и АТС в южной и северо-западной Европе, что охватило около 70% европейских потребителей и с годовым потреблением почти 2400 ТВтч. Общий рынок электроэнергии на сутки вперед, созданный в результате физической и финансовой интеграции двух регионов, простирается от Португалии до Финляндии. Ожидается, что это приведет к более эффективному использованию энергосистемы и трансграничной инфраструктуры в результате лучшей гармонизации между энергетическими рынками. Ожидается, что рынки электроэнергии в Чешской Республике, Словакии, Венгрии и Румынии объединятся аналогичным образом, а затем соединятся с остальной Европой.Польша частично интегрирована с северо-западным регионом Европы через подводную линию в Швецию. Возможная интеграция Италии будет зависеть от переговоров Швейцарии с Европейским союзом о подключении энергосистем.

Иногда сети переменного тока соединяются линиями высокого напряжения постоянного тока (HVDC) с использованием преобразователей источника напряжения (VSC). HVDC позволяет подключать асинхронные системы переменного тока. Ожидается, что к 2020 году к мировым сетям будет добавлено более 300 ГВт новой мощности передачи постоянного тока высокого напряжения, две трети из которых будут приходиться на Китай для подключения внутренних возобновляемых источников (особенно гидро) к прибрежным центрам нагрузки.В июле 2016 года компания Siemens получила свой первый заказ на преобразовательные трансформаторы на 1100 кВ для линии высоковольтного постоянного тока Чанцзи — Гуцюань протяженностью 3200 км в Китае, которая будет введена в эксплуатацию в конце 2018 года.

Одной из основных проблем для многих стран, намеревающихся добавить ядерные мощности к своей инфраструктуре, является размер их энергосистемы. Многие атомные электростанции больше, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые они дополняют или заменяют, и не имеет смысла иметь какой-либо энергоблок, мощность которого превышает одну десятую мощности сети (возможно, 15% при наличии высокой резервной мощности).Это сделано для того, чтобы установку можно было отключить для дозаправки или технического обслуживания, либо из-за непредвиденных событий. Пропускную способность и качество сети также можно рассматривать на региональном уровне, как, например, в Иордании. Во многих ситуациях может потребоваться столько же инвестиций в сеть, сколько в электростанцию ​​(и).

В Европе управляющий орган системы передачи электроэнергии ENTSO-E, в состав которого входит 41 оператор TSO из 34 стран, оценил способность сетевых сетей Европы стать единым внутренним энергетическим рынком.Для этого потребуется около 128 миллиардов долларов на новые и модернизированные линии электропередач, чтобы соответствовать целям ЕС по возобновляемым источникам энергии и интеграции энергетического рынка. В своем Десятилетнем плане развития сети на 2012 год он определил 100 препятствий в сфере энергетики, 80% из которых связаны с проблемой интеграции возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, в национальные сети. Большая часть европейских инвестиций должна быть направлена ​​на реконструкцию или строительство около 51 000 км высоковольтных линий электропередач и кабелей, которые должны быть объединены в 100 крупных инвестиционных проектов, направленных на устранение основных проблем.Одна цель (поставленная в 2002 г.) — обеспечить уровень межсетевого взаимодействия для каждой страны, по крайней мере, эквивалентный 10% ее генерирующих мощностей, для создания инфраструктуры электроэнергии в странах ЕС. Этого было далеко не достигнуть в 2013 году, но вышеуказанные инвестиции принесут пользу всем странам ЕС, кроме Испании. Одно из узких мест устраняется путем строительства линии HVDC мощностью 1400 МВт на 65 км через Пиренеи, чтобы удвоить пропускную способность Испания-Франция, самой длинной подземной линии HVDC в мире стоимостью 700 миллионов евро.Запланированное строительство второй подводной линии увеличит межсетевое соединение до 5000 МВт примерно к 2020 году.

В исследовательском проекте ENTSO-E 2013 участвовали 20 партнеров из 12 стран, чтобы пересмотреть определение надежности во все более взаимосвязанной системе с преобладанием возобновляемых источников энергии. Проект GARPUR (общепринятый принцип надежности с моделированием неопределенности и вероятностной оценкой рисков) фокусируется на оптимальном балансе между затратами на обеспечение надежного электроснабжения и социально-экономическими затратами на перебои в подаче электроэнергии во все более сложной системе.Этот подход учитывает вероятности отказов на основе погодной зависимости, истории технического обслуживания и условий реального времени. Он учитывает неопределенности как в прогнозах генерации, так и в прогнозах нагрузки, а также гибкость, обеспечиваемую спросом, хранением энергии и распределенными возобновляемыми источниками энергии. Это позволяет правительствам, регулирующим органам и TSO определять цену за надежность поставок и минимизировать затраты на ее достижение.

Пропускная способность производителей должна быть достаточной для пиковой выработки у них.Следовательно, на МВтч, поставленный оптовикам, это в три или четыре раза дороже для возобновляемых источников энергии с прерывистым режимом работы, чем для станций с базовой нагрузкой. В Австрии плата за доступность сети и потери в линии на 2015 год установлена ​​на уровне около 3,50 евро / МВтч для возобновляемых источников энергии.

Германия является ярким примером потребности в увеличении пропускной способности, располагая традиционными электростанциями, работающими на ископаемом топливе, и атомными электростанциями на юге, с линиями, простирающимися оттуда до остальной части страны, в то время как источники энергии ветра расположены вдоль северного побережья Балтийского моря. .Следовательно, существующие линии с севера на юг стали узкими местами, неспособными передавать достаточное количество ветровой энергии с севера, чтобы заменить закрытые мощности на юге.

TSO заявили, что их анализ показал, что расширение сети только на 1,3 процента позволяет добавить 3 процента генерирующих мощностей и интегрировать 125 гигаватт возобновляемых источников энергии — и все это по цене 2 цента за киловатт-час для потребителей электроэнергии сверх 10-летний период. «Обременительные процедуры выдачи разрешений и отсутствие общественного признания в отношении линий электропередач в настоящее время являются наиболее серьезными препятствиями», с которыми сталкиваются эти усилия.Следовательно, ENTSO-E предлагает, чтобы каждое государство-член ЕС назначило единый компетентный орган, ответственный за завершение всего процесса выдачи разрешений, который не должен превышать трех лет.

Другая цель усилий ЕС в области сетевой инфраструктуры — снижение статуса «энергетического острова» Италии, Пиренейского полуострова, Ирландии, Великобритании и стран Балтии. Это будет решено с помощью обновлений, при этом общие затраты на генерацию снизятся примерно на 5%.

Запланированное соединение HVDC Nordlink мощностью 1,4 ГВт (эл.) Между Германией и Норвегией имеет большой потенциал для соединения солнечных и ветровых мощностей северной Германии с гидроэнергетикой Норвегии с 2020 года, обеспечивая важную поддержку Германии и позволяя экспортировать излишки энергии ветра и солнца на север.Ожидается, что общая стоимость строительства 620 км к западу от Дании составит 2,8 миллиарда долларов. Однако Норвегия настаивает на том, чтобы в сделке учитывалась возможность диспетчеризации ее гидроэнергетических мощностей и чтобы она была частью любого рынка мощности, который вознаграждает за это свойство, поддерживая непостоянство Германии. Сообщается, что Германия считает эту связь жизненно важной для своих планов по отказу от диспетчерской ядерной энергетики в 2022 году. Норвежская Stattnett будет владеть 50%, немецкий TenneT TSO и государственный банк KfW Group будут владеть по 25% каждая.Норвегия производит около 95% электроэнергии за счет гидроэнергетики. Он уже имеет линии электропередачи со Швецией, Данией (1700 МВт, планируется еще 700 МВт HVDC) и Нидерландами (NorNed, 700 МВт), и строит линию HVDC протяженностью 730 км, стоимостью 2 млрд евро в Великобританию (линия NSN 1,4 ГВт, должны быть введены в эксплуатацию в 2021 году). Проект NSN был выбран в качестве одного из проектов Европейской комиссии, направленных на создание интегрированного энергетического рынка ЕС.

Исследование Booz, спонсируемое Европейской комиссией, в 2013 году поддержало план ENTSO-E по увеличению передачи на 40% к 2020 году, но заявило, что этот показатель должен сохраняться до 2030 года.«Около 90% преимуществ достижимы, даже если будет достигнута только половина желаемого увеличения пропускной способности, даже без снижения спроса», — говорится в сообщении. В исследовании говорится, что более тесная интеграция рынков электроэнергии ЕС может приносить до 40 млрд евро в год к 2030 году, а координация инвестиций в возобновляемые источники энергии может добавить к этому 30 млрд евро в год. Улучшение реакции со стороны спроса с помощью интеллектуальных сетей может составлять до 5 миллиардов евро в год, а совместные расходы по балансировке могут составлять до 0 евро.Согласно исследованию, 5 миллиардов в год, что приведет к общей потенциальной выгоде до 75,5 миллиардов евро в год к 2030 году.

В мировом масштабе, по оценке французского RTE, в течение десяти лет до 2022 года потребуются инвестиции в размере 700 миллиардов долларов в 16 крупнейших энергосистем, обслуживающих 70% мировой электроэнергии, частично за счет интеграции возобновляемых источников. В 16 сетях 2,2 млн км линий. Сама RTE планирует инвестировать 19 миллиардов долларов к 2020 году. В развитых странах развитие сетей идет медленно из-за процесса утверждения и общественного сопротивления.

Отправка

Основными проблемами для управления сетью являются регулирование частоты и напряжения в процессе удовлетворения спроса, который постоянно меняется. Это означает, что TSO должны иметь возможность диспетчеризации. Традиционно они отправляются в порядке значимости, т. Е. В соответствии с наименьшими предельными затратами. Однако с установлением преференциального доступа для периодически возобновляемых источников энергии в сочетании с относительно высокими льготными тарифами или другими договоренностями это все больше ставится под угрозу.Когда к сети подключены большие периодически возобновляемые мощности, поставки из них могут удовлетворить большую часть спроса или даже иногда превышать его, что означает, что надежные мощности с низкими маржинальными затратами затем отключаются. Поскольку такие установки часто представляют собой оборудование с высокими капитальными затратами и низкими эксплуатационными расходами, их экономическая жизнеспособность подорвана.

Органы управления энергосистемой, столкнувшиеся с необходимостью иметь возможность передавать электроэнергию в короткие сроки, рассматривают ветроэнергетику не как доступный источник поставки, который может быть задействован при необходимости, а как непредсказуемое падение спроса.В любом случае ветровой энергии требуется около 90% резервного питания, тогда как уровень поддержки для других форм производства электроэнергии, которые могут быть задействованы по запросу, составляет около 25%, просто учитывая время простоя на техническое обслуживание. Некоторое обсуждение затрат на интеграцию возобновляемых источников энергии содержится в сопроводительном документе WNA по возобновляемым источникам энергии и электроэнергии.

В тех случаях, когда время от времени используется значительный объем возобновляемых источников энергии, все чаще звучат призывы к оплате мощности или механизмам вознаграждения за мощность (CRM) — положение о выплате коммунальным предприятиям, чтобы поддерживать диспетчерские мощности доступными и, в среднесрочной перспективе, поощрять инвестиции в них.Германия — это страна, в которой большинство газовых электростанций стало нерентабельным из-за положений Energiewende о поощрении возобновляемых источников энергии, и она предлагает два типа платежей за мощность: один на основе клиента, как во Франции, и один с центральным покупателем, как запланировано на СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. В начале 2014 года в половине стран ЕС был или планировался какой-либо рынок мощности. В системе Великобритании требования к мощности будут определяться административно в соответствии с прогнозами TSO, а цена будет определяться на аукционе. Во французской системе потребность в мощности определяется децентрализованным спросом на розничном рынке, а цена определяется торговыми сертификатами.Центральная система имеет эффект социализации инвестиционных рисков. Первый аукцион мощности в Великобритании на 2018-2019 годы состоится в ноябре 2014 года. Eurelectric призвала к тому, чтобы CRM были рыночными, а не государственной, технологически нейтральными, недискриминационными и регионально связанными.

Поддержание регулируемой мощности становится все труднее с появлением высоких мощностей возобновляемых источников энергии. Но цена неспособности удовлетворить спрос очень высока. Стоимость потерянной нагрузки (VOLL) оценивается в 50–350 раз от стоимости поставленного кВтч.Следовательно, необходимо поддерживать запас мощности, чтобы удовлетворить неожиданные всплески спроса и изменчивость ввода возобновляемых источников энергии.

Вспомогательные услуги: регулирование напряжения и частоты

Одна из основных функций TSO — гарантировать, что напряжение в распределительных сетях и частота существенно не отклоняются от установленных критериев. Он также должен контролировать поток энергии (загрузку сети) и устранять необычные помехи. TSO часто заранее заключает договор на эти вспомогательные услуги.

Вспомогательные услуги управления частотой (FCAS) являются фундаментальными, и в сети есть два типа: управление регулированием сглаживает обычные незначительные колебания нагрузки или генерации; Контроль непредвиденных обстоятельств — это корректировка баланса спроса и производства, чтобы избежать резких скачков частоты в сети, возникающих из-за серьезных перебоев в поставках. Первые используются постоянно и централизованно, вторые — только иногда и более локально.

В Великобритании национальная электросеть обязана поддерживать частоту в диапазоне 49.5–50,5 Гц и обычно составляет от 49,8 Гц до 50,2 Гц. В Австралии автоматическое управление генерацией поддерживает частоту от 49,85 до 50,15 Гц. В других местах допускается изменение 0,25 Гц. Регулирующее управление осуществляется путем регулировки выходной мощности генераторов. Контроль непредвиденных обстоятельств может потребовать более серьезных изменений в генерации или сбросе нагрузки, в зависимости от временных рамок. Во Франции 49,2 Гц обозначается уровнем безопасности, а ниже 49 Гц происходит отключение нагрузки.

Быстрые изменения частоты ослабляются из-за инерции вращающихся турбогенераторов в обычных синхронных электростанциях, что называется мгновенным резервом.В системах с высокой долей возобновляемых источников энергии электроника подающих инверторов может в некоторой степени имитировать это как синтетическую инерцию. Без этого необходимо ограничить мгновенное проникновение от асинхронных источников, таких как солнце и ветер. Кроме того, обычно имеется аварийный резерв или «вращающийся резерв», равный мощности самого большого генератора в системе.

После полного отключения электроэнергии во всем штате Южная Австралия в сентябре 2016 года из-за потери контроля напряжения и частоты, когда большая часть энергии поступала от ветряных электростанций, Австралийский оператор энергетического рынка (AEMO) потребует, чтобы как минимум два синхронных генератора всегда были онлайн в штате (а также с сохранением некоторой резервной мощности от межгосударственного).В третьем промежуточном отчете AEMO об инциденте говорится: «Сила системы … в первую очередь зависит от количества расположенных поблизости синхронных генераторов».

Ключевым показателем является скорость изменения частоты (RoCoF). Небольшие заводы созданы для того, чтобы выжить только в небольших RoCoF, например, . 0,5 Гц / с, а если больше они отключаются (отключаются). Перед отключением большие генераторы должны выдерживать RoCoF до 3 Гц / с. Серьезное отключение электроэнергии в Южной Австралии в сентябре 2016 года произошло после того, как RoCoF достиг 7 Гц / с.

В Японии из-за повреждений, вызванных землетрясением Тохоку в марте 2011 года, частота Tepco упала до 48,44 Гц чуть более чем за минуту, но отключение нагрузки на 5570 МВт, за которым быстро последовало еще 135 МВт в непосредственной близости, позволило избежать отключения системы. Частота была восстановлена ​​примерно за пять минут при увеличении выработки (хотя потеря энергоснабжения в размере 9100 МВт потребовала недели, чтобы исправить ее после веерных отключений).

В начале 2016 года Национальная электросеть Великобритании активно откликнулась на тендер на «усиленную частотную характеристику» мощностью 200 МВт (эл.).Он предлагал четырехлетние контракты на мощность, способную обеспечить 100% выходную активную мощность за секунду или меньше регистрации отклонения частоты. Было предложено около 888 МВтэ емкости аккумуляторных батарей, 150 МВтэ межсетевого взаимодействия, 100 МВтэ мощности отклика на стороне спроса и 50 МВтэ мощности маховика. В сентябре были объявлены выигравшие заявки на усиление частотной характеристики — 64 проекта мощностью от 10 до 49 МВт и общей стоимостью 66 миллионов фунтов стерлингов. Все, кроме трех, связаны с хранением батарей. Выигрышные предложения варьировались от 7 до 12 фунтов стерлингов за МВтч усиленной частотной характеристики.

В Европе для TSO было предложено разрешить большее изменение частоты, например, от 50 до 47,5 Гц в течение длительных периодов времени, чтобы можно было лучше приспособить прерывистые возобновляемые источники. Правительства некоторых стран ЕС призывают к увеличению вклада возобновляемых источников энергии, но в случае Германии исследование вспомогательных услуг до 2033 года предполагает, что можно управлять частотным регулированием. ENTSO-E заявляет, что предложение о большей гибкости заключается в решении «проблем трансграничных сетей и проблем рыночной интеграции», одна из которых требует «содействия достижению целей по проникновению возобновляемой генерации».«В настоящее время допускается кратковременное изменение до 1 Гц. Западноевропейская ассоциация органов регулирования ядерной энергетики (WENRA) заявила, что это предложение «может отрицательно повлиять на ядерную безопасность», потому что «определение диапазона частоты и напряжения слишком велико». Кроме того, изменчивость ускоряет старение некоторых компонентов установки, особенно электродвигателей. Данные ENTSO-E показывают, что увеличение проникновения возобновляемых источников энергии связано с резким увеличением количества и продолжительности повторяющихся событий.

В соответствии с техническими и проектными спецификациями ядерной безопасности самая низкая частота, разрешенная для оборудования, связанного с безопасностью, составляет 48 Гц, а частота ниже этого значения означает, например, что насос охлаждающей жидкости может работать слишком медленно. Кроме того, ядерное законодательство нескольких стран WENRA не позволяет атомным станциям участвовать в регулировании частоты или отслеживании нагрузки, как это было предложено ENTSOE-E.

Вспомогательные услуги по управлению напряжением связаны с поддержанием потока мощности в пределах физических ограничений оборудования.Один из методов управления напряжением заключается в том, что генераторы поглощают реактивную мощность из электросети или генерируют в ней реактивную мощность и соответственно регулируют местное напряжение. Это также можно сделать с помощью высокоинерционных вращающихся стабилизаторов в решетчатой ​​системе. В ЕС постоянно допустимый диапазон изменения напряжения генератора составляет от 95% до 105% номинального напряжения на срок до 15 минут. В течение ограниченного времени генераторы должны быть способны работать в диапазоне напряжений от 92% до 108% от номинального напряжения, чтобы компенсировать проблемы TSO, в основном для обеспечения синхронной работы сети и поддержки системы при возникновении местных проблем с напряжением. ( e.грамм. , чтобы избежать падения напряжения). В точке подключения системы электропередачи для распределения допускается изменение напряжения на 10%. В Германии исследуются несколько новых средств обеспечения повышенной реактивной мощности в сети, в том числе трансформаторы с фазовым сдвигом, и может быть использована некоторая перераспределение. Также предусмотрено обеспечение реактивной мощности через инверторные станции планируемых линий постоянного тока.

Управление напряжением и частотой в сочетании с быстрым нарастанием и понижением — основные проблемы, возникающие в связи с увеличением доли возобновляемых источников энергии солнца и ветра в любой энергосистеме.Должна быть подключена достаточная управляемая мощность синхронной генерации, чтобы обеспечить инерцию для поддержания частоты. Асинхронный ввод от ветряных и солнечных фотоэлектрических модулей сам по себе не может обеспечить требуемый контроль для обеспечения безопасности системы, что вызывает необходимость в других мерах.

Некоторая синтетическая инерция может быть обеспечена электроникой питающих инверторов от ветряных турбин или, что более надежно, синхронные конденсаторы могут обеспечить достаточную реальную инерцию для стабилизации системы.Это высокоинерционные вращающиеся машины, которые могут поддерживать энергосистему в обеспечении эффективной и надежной синхронной инерции и могут помочь стабилизировать отклонения частоты за счет генерации и поглощения реактивной мощности. Некоторые более новые ветряные турбины напрямую связаны и работают синхронно с фиксированными скоростями вращения, определяемыми сетью, обеспечивая некоторую стабильность частоты, хотя и меньший общий выход энергии, чем при выходе постоянного тока.

Синхронные конденсаторы похожи на синхронные двигатели без нагрузки и механически ни с чем не связаны.Они могут быть дополнены маховиком для увеличения инерции. Они используются для управления частотой и напряжением в слабых частях сети или там, где имеется большая доля переменного возобновляемого ввода, требующего повышения стабильности сети. Добавление синхронных конденсаторов может помочь с потреблением реактивной мощности, повысить устойчивость к короткому замыканию и, следовательно, инерцию системы, а также обеспечить лучшее динамическое восстановление напряжения после серьезных сбоев системы. Они могут компенсировать опережающий или запаздывающий коэффициент мощности путем поглощения или подачи реактивной мощности (измеренной в вольт-амперных реактивных, ВАр) в линию.Некоторые генераторы, снятые с угольных электростанций, переоборудованы в синхронные конденсаторы, работающие от сети.

В Германии сильно изменяющийся поток от морских ветряных электростанций на севере передается в основные центры нагрузки на юге, что приводит к колебаниям напряжения и необходимости усиленного контроля реактивной мощности. Уменьшение инерции во всей сети сделало необходимость повышения устойчивости к короткому замыканию и стабильности частоты более критичной, что было решено путем установки большого синхронного конденсатора GE в Берграйнфельде в Баварии.После отключения электроэнергии по всему штату Южная Австралия устанавливает четыре синхронных конденсатора Siemens, чтобы компенсировать значительную долю ветрового воздействия на энергосистему и снизить уязвимость к дальнейшим проблемам, связанным с этим.

В Великобритании Statkraft планирует установить два вращающихся стабилизатора GE для обеспечения устойчивости сети передачи в Шотландии. Они потребляли бы около 1 МВтэ из сети и обеспечивали синхронную инерцию, во много раз превышающую импульсную возобновляемую энергию, заменяя роль инерции в ископаемом топливе или атомных станциях.Этот проект входит в пятерку инновационных контрактов на стабильность сети, заключенных оператором электроэнергетической системы Национальной сети в январе 2020 года.

Некоторые определения вспомогательных услуг включают повторную отправку и сокращение, наряду с отслеживанием нагрузки, среди других услуг для обеспечения надежной работы сети. Это новое явление, возникающее из-за чрезмерной мощности солнечной и ветровой энергии, которая обычно имеет приоритет. (Гидроэнергетика как возобновляемый источник может быть отключена без потери потенциальной энергии, которая остается доступной по запросу в качестве диспетчерского источника.)

Системные затраты

По мере возрастания роли возобновляемых источников все больше внимания уделяется системным эффектам, связанным с взаимодействием переменных возобновляемых источников энергии с диспетчерскими технологиями. Системные эффекты относятся к затратам, превышающим затраты на уровне завода, на поставку электроэнергии при заданной нагрузке и уровне надежности снабжения. В отчете Агентства по атомной энергии ОЭСР 2012 года основное внимание уделялось «системным затратам на уровне сети», подмножеству системных затрат, опосредованных электросетью, которые включают а) затраты на расширение и усиление транспортных и распределительных сетей, а также на подключение новых мощностей, и б) затраты на усиление краткосрочного балансирования и поддержание долгосрочной адекватности и безопасности электроснабжения.

Отчет показал, что, хотя все технологии приводят к системным затратам, затраты на управляемые генераторы по крайней мере на порядок ниже, чем у переменных возобновляемых источников энергии. Если системные затраты на переменные возобновляемые источники энергии были включены на уровне электросети, общие затраты на электроснабжение увеличились до одной трети, в зависимости от страны, технологии и уровней проникновения. В то время как затраты на энергосистему для диспетчерских технологий ниже 3 долларов США / МВт-ч, они могут достигать 40 долларов / МВт-ч для берегового ветра, до 45 долларов / МВт-ч для морского ветра и до 80 долларов / МВт-ч для солнечной энергии.Кроме того, чем больше распространяются прерывистые возобновляемые источники энергии, тем выше стоимость системы. Внедрение возобновляемых источников энергии до 10% от общего объема поставок электроэнергии увеличит затраты на МВтч на 5-50% (в зависимости от страны) и обычно на 13-14%, но с 30% возобновляемыми источниками энергии затраты на МВтч обычно увеличиваются на одну треть.

В настоящее время такие затраты на уровне сети просто покрываются потребителями электроэнергии за счет более высоких сетевых сборов, а производителями диспетчерской электроэнергии в виде сниженной маржи и более низких коэффициентов нагрузки.Неспособность учитывать системные затраты означает добавление неявных субсидий к уже значительным явным субсидиям для переменных возобновляемых источников энергии. Пока эта ситуация сохраняется, диспетчерские технологии не будут все больше заменяться по мере того, как они достигают конца своего срока эксплуатации, тем самым серьезно снижая надежность снабжения. Между тем их экономическая жизнеспособность серьезно подрывается, что особенно сильно сказывается на технологиях с самыми высокими переменными затратами. Поддержание высокого уровня безопасности электроснабжения в декарбонизирующих электроэнергетических системах со значительной долей переменных возобновляемых источников энергии потребует стимулов для интернализации системных затрат, а также рыночных структур, которые адекватно покрывают стоимость всего диспетчерского производства электроэнергии, включая низкоуглеродную ядерную энергию.

В отчете NEA сделан вывод о том, что в краткосрочной перспективе ядерная энергетика будет относительно лучше, чем уголь или газ из-за ее низких переменных затрат. Однако в долгосрочной перспективе, когда необходимо будет принять новые инвестиционные решения, снижение коэффициентов нагрузки непропорционально сильно повлияет на технологии с высокими постоянными затратами, такие как ядерная энергия, из-за снижения использования мощностей. Таким образом, в системах, которые в настоящее время используют ядерную энергию, внедрение переменных возобновляемых источников энергии, вероятно, приведет к увеличению общих выбросов углерода из-за использования технологий с более высоким уровнем выбросов углерода, таких как газ, в качестве резервного (несмотря на краткосрочное воздействие на его жизнеспособность).

Наличие высоких системных затрат означает, что потребуются значительные изменения для обеспечения экономически жизнеспособного сосуществования ядерной энергии и возобновляемых источников энергии во все более декарбонизированных электроэнергетических системах. Такие изменения могут включать более широкое использование ценообразования на выбросы углерода, долгосрочных контрактов на поставку электроэнергии и механизмов оплаты мощности, чтобы обеспечить адекватные стимулы для новых инвестиций.

Отчет NEA содержит четыре рекомендации:

• Повышение прозрачности затрат на генерацию на системном уровне для обеспечения рациональной политики.
• Подготовить нормативно-правовую базу, которая минимизирует системные затраты, и интернализировать их для каждой технологии, чтобы обеспечить жизнеспособные, адекватные и устойчивые поставки с балансом системы.
• Признать ценность управляемых низкоуглеродных технологий и реформировать энергетические рынки для их поддержки.
• Повысьте гибкость системы с помощью отслеживания нагрузки, хранения, управления спросом и межсетевого взаимодействия.

Уязвимость

Жизненно важная роль передающей инфраструктуры вызывает опасения по поводу ее уязвимости для враждебных государств или террористических атак, особенно от высокогорного электромагнитного импульса (ЭМИ).Согласно исследованию Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), США могут быть отключены на целых 18 месяцев из-за террористических атак на девять жизненно важных трансформаторных подстанций. FERC отвечает за регулирование безопасности межгосударственных электрических сетей, включая планы восстановления после аварийного запуска, которые требуются для всех частей энергосистемы США. FERC и North American Electric Reliability Corporation опубликовали подробную оценку планов по запуску в 2016 году на основе опроса девяти неназванных сетевых операторов, включая генерирующую компанию, операторов передачи и координаторов контроля.

Конгресс назначил Комиссию EMP для оценки ситуации и рекомендации превентивных мер. Она провела тесты повреждения импульсным ЭМИ на сетевом оборудовании и сообщила в 2008 году, что многие системы управления были уязвимы. Законопроект США, Закон о защите критически важной инфраструктуры, ожидает принятия в Палате представителей. Новый анализ угрозы EMP, проведенный Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), запрошенный Министерством энергетики (DOE) и подлежащий оплате в 2018 году, а также обновленный анализ угроз Комиссией EMP прояснят варианты.Другие страны и ЕС также рассматривают эти уязвимости, при этом Южная Корея, как сообщается, лидирует в отношении защиты от ЭМИ. Угрозы варьируются от высотного ЭМИ, который может вызвать глубокие и обширные повреждения, до огнестрельного оружия по трансформаторной подстанции и кибератак.

Некоторые коммунальные предприятия США начали защищать свои системы от ЭМИ. Dominion Energy в Вирджинии планирует потратить до 500 миллионов долларов к 2020 году на защиту своей системы от атак, включая строительство операционного центра стоимостью 80 миллионов долларов, защищенного от волн ЭМИ.Duke Energy имеет проект по защите трех своих генерирующих станций в Каролине. В случае атаки EMP гидроэлектростанция Герцога на озере Уайли на государственной границе будет доступна для подачи энергии из блэкстарта.

Отдельные страны

Китай разрабатывает очень сложную энергосистему, поскольку его основные месторождения угля находятся на севере, его основной ветровой потенциал — на крайнем западе, а его атомные станции — на побережье — недалеко от центров нагрузки. Сетевая система, управляемая Государственной сетевой корпорацией Китая (SGCC) и China Southern Power Grid Co (CSG), быстро растет, используя сверхвысокое напряжение (1000 кВ переменного тока с 2009 года и 800 кВ постоянного тока с 2010 года).К 2015 году SGCC инвестировала 500 миллиардов юаней (75,5 миллиардов долларов) в расширение сети сверхвысокого напряжения до 40 000 км. К 2020 году ожидается, что мощность сети сверхвысокого напряжения составит около 300-400 ГВт, которая будет функционировать как основа всей системы, соединяя шесть региональных кластеров. К 2020 году должно быть подключено 400 ГВт экологически чистых источников энергии, из которых гидроэнергетика будет составлять 78 ГВт, а энергия ветра с севера — еще значительную часть. Планируемая мощность ветровой энергии к 2020 году составит более 100 ГВт. Однако, по данным Национального управления энергетики, в 2015 году около 34 ТВт · ч ветровой выработки — около 20% — было потеряно из-за неадекватного подключения к сети.

В конце 2009 года Китай запланировал потратить 600 миллиардов долларов на модернизацию своей сети. Ожидается, что в период с 2014 по 2020 год высоковольтные линии электропередачи увеличатся с 1,15 млн. Км до 1,6 млн. Км. В соответствии со значительным увеличением генерирующих мощностей, а эксплуатационные потери при передаче составят 5,7% по сравнению с 6,6% в предыдущем году. 2010. SGCC также реализует экспортные проекты — см. Бразилию ниже.

Линия сверхвысокого напряжения постоянного тока из Юньнани в Шэньчжэнь в провинции Гуандун составляет почти 2000 км и стоит 22 миллиарда юаней (3 миллиарда долларов) для CSG и будет передавать 20 ТВт-ч в год с 2017 года.Это один из 11 крупных проектов ЛЭП.

Северная часть , Индия , в июле 2012 года пострадала от двух крупных сбоев электросети, оставив без электричества первые 390 миллионов человек, а днем ​​позже около 680 миллионов человек в 22 штатах, что свидетельствует о проблемах инфраструктуры страны. Первой пострадала северная сеть, затем эта плюс часть восточной и северо-восточной сетей, после того как низкое напряжение в одном месте отключило линию, и это привело к каскадному отключению. Большинство реле понижения частоты (UFR) в северном регионе не работали, и диспетчерские центры не реагировали на проблему.Электропитание некоторых основных служб возобновлялось каждый раз через несколько часов, но другие не работали более суток. Все пять сетей контролируются Power Grid Corporation, которая эксплуатирует 95 000 км линий электропередачи. В стране 33 государственных центра диспетчеризации грузов (SLDC), пять региональных центров диспетчеризации грузов (RLDC) и национальный центр диспетчеризации грузов.

USA представляет собой лоскутное одеяло из сетей, которые часто почти не связаны между собой. Western Interconnection включает около 11 штатов, а также Британскую Колумбию и Альберту.ERCOT включает большую часть Техаса, а Eastern Interconnection — остальную часть США и Канады. В центре страны очень небольшая мощность сети. Exelon несколько раз на протяжении более года временно сокращала внепиковую выработку на одной или нескольких своих атомных электростанциях в Иллинойсе из-за ограничений энергосистемы в зоне межсетевого взаимодействия PJM. Компания ранее заявляла, что в регионе вокруг этих станций возникают периодические перегрузки в сети из-за отключений линий электропередачи для планового технического обслуживания, большого притока ветровой энергии в сеть в непиковые часы или комбинации этих факторов.

В 2012 году в отчете Американского общества инженеров-строителей говорилось, что устаревшее оборудование и нехватка мощностей приводили к периодическим сбоям, и говорилось, что к 2020 году потребуются дополнительные инвестиции в размере 107 миллиардов долларов. Это может быть консервативным. В сентябре 2011 года простая ошибка привела к каскадному и неконтролируемому отказу, который затронул южную Калифорнию и стал самым масштабным в истории штата. Он соперничал с провалом 2003 года, в результате которого большая часть северо-востока и 50 миллионов человек остались без электричества.Среди четырех основных причин отключения электроэнергии на северо-востоке, которые следователи перечислили шесть месяцев спустя: основное предприятие энергоснабжения «не осознавало и не осознавало ухудшающееся состояние своей системы». Согласно исследованию Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, за период с 1965 по 2009 год в США и Канаде произошло 57 крупных сбоев электросети, 41 из них в США и два из них — общие.

В отчете MIT за 2011 год говорится, что энергосистемы США столкнутся «с рядом серьезных проблем в течение следующих двух десятилетий, в то время как новые технологии также предоставляют ценные возможности для решения этих проблем.«Включение большего количества возобновляемых источников энергии — это одна проблема, увеличение проникновения электромобилей — другая. Но« разнообразие форм собственности и регулирующих структур в энергосистеме США усложняет разработку политики, и остается ряд институциональных, нормативных и технических препятствий, требующих принятия мер. . «Он вынес соответствующие рекомендации.

Отчетная карта по инфраструктуре Американского общества инженеров-строителей за 2017 год показала, что большинство линий электропередачи и распределения в США были построены в период с 1950 по 1969 год с ожидаемым сроком службы 50 лет.Опрос, проведенный в мае 2017 года Smart Electric Power Alliance (SEPA) и Black & Veatch, показал, что инвестиции в передачу и распределение быстро растут, отчасти из-за необходимости интеграции возобновляемых источников энергии. В августе 2017 года Министерство энергетики (DOE) опубликовало отчет о рынках электроэнергии и надежности, в котором рекомендовалось, чтобы Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) играла ведущую роль в обеспечении эффективных сетевых подключений для более широкого и надежного удовлетворения спроса на базовую нагрузку, поскольку а также обеспечение устойчивости энергосистемы.

В августе 2014 года новая линия HVDC мощностью 530 км, мощностью 1000 МВтэ, Champlain Hudson Power Express (CHPE) получила окончательное одобрение и будет установлена ​​под землей и под водой, начиная с канадской границы в Квебеке и протянувшись вдоль озера Шамплен и через него. части рек Гудзон, Гарлем и Ист-Ривер до Нью-Йорка. Стоимость проекта оценивается в 2,2 миллиарда долларов и будет завершена к началу 2018 года. Он рассматривается как усиленная инфраструктура, обеспечивающая 1 ГВт электроэнергии, неуязвимую для стихийных бедствий.В декабре 2016 года была утверждена линия New England Clean Power Link — линия HVDC мощностью 1000 МВт протяженностью 246 км от Канады до Вермонта, две трети которой находятся под озером Шамплейн. Hydro-Québec предлагает рынкам США избыточную мощность 3000 МВт (эл.).

Другой проект HVDC, коннектор CleanPower на озере Эри на 1000 МВт (эл.), Обеспечит электроснабжение Онтарио на 105 км сети PJM, снабжающей 13 штатов на северо-востоке США, стоимостью около 1 миллиарда долларов.

Предлагается проект

Eversource по передаче электроэнергии через Северный перевал стоимостью 1,6 миллиарда долларов, который позволит вывести 1090 МВт квебекской гидроэнергетики в Нью-Гэмпшир и Массачусетс.Это 380 км, 320 кВ постоянного тока, но в 2018 году не удалось получить разрешение от Нью-Гэмпшира, где около одной трети его длины будет проходить под землей.

В ноябре 2013 года правительство США одобрило проект шлюза мощностью 1500 МВт (эл.

В 2015 году выдвигалось предложение по экологически чистой энергии на сумму 2 миллиарда долларов для линии передачи постоянного тока постоянного тока мощностью 3500 МВт (1129 км) от ветряных электростанций в Оклахоме и Техасе до Мемфиса, Теннесси, с подключением к сети TVA.Строительство этой линии Plains & Eastern Clean Line должно было начаться в 2017 году для ввода в эксплуатацию в 2020 году, при этом GE будет поставлять преобразовательные подстанции HVDC. Первоначально Арканзас выступал против проекта, а затем в августе 2017 года Миссури отклонил его, ожидая согласия пострадавших округов. Это будет первый из нескольких проектов, связывающих ветроэнергетику в центре континента с рынками востока и запада. Предлагаемая линия Grain Belt Express Clean Line будет 1250 км HVDC от западного Канзаса через северный Миссури и Иллинойс, соединяясь с рынком межсетевых соединений PJM.Другие предложения связаны с ветряными электростанциями в северном Техасе и западном Канзасе.

В 2014 году вступили в строй конкурентные зоны возобновляемой энергии (CREZ) ERCOT, которые связали 11,6 ГВт ветрогенерации в северном Техасе и западном Техасе с центрами нагрузки на юге, с 5700 км линий электропередачи 345 кВ. Он рассчитан на 18,5 ГВт. Ветровая генерация поддерживается большим парком парогазовых установок, работающих на природном газе.

В середине 2016 года независимый системный оператор Калифорнии (CAISO) заявил в 700-страничном отчете, что расширение его деятельности за счет включения большего числа западных штатов приведет к более эффективной электросети, уменьшит выбросы парниковых газов на западе, а также или превысить поставленную государством цель получать половину своей энергии из возобновляемых источников.Исследование показало, что региональный рынок в 11 штатах сократит расходы, позволив производителям более легко продавать избыточную электроэнергию через границы штата, а также позволив Калифорнии импортировать большие объемы возобновляемой энергии из соседних штатов. CAISO заявил, что Калифорния должна произвести к 2025 году излишек возобновляемой энергии в размере 13 ГВт, который необходимо будет отключить, когда пиковая выработка превысит спрос. Расширение территории ISO позволит использовать его совместно или вывозить на свалку между штатами без остановки турбин.

В Германии существующие линии с севера на юг перегружены и не могут передавать достаточное количество ветровой энергии с севера для замены закрытых мощностей на юге. В мае 2011 года федеральное сетевое агентство Германии Bundesnetzagentur (BNetzA) сообщило о последствиях планов по прекращению производства ядерной энергии и значительному увеличению доли ветряных и солнечных источников. Он строго предупредил о возможной уязвимости к серьезным сбоям, а также о ненадежности, особенно на юге.Стабильность сети была основной проблемой, наряду с производительностью и пропускной способностью передачи.

В декабре 2012 года отчет Немецкого энергетического агентства (Deutsche Energie-Agentur GmbH, DENA) показал, что к 2030 году потребуются инвестиции в размере от 27,5 до 42,5 миллиардов евро для расширения и модернизации распределения электроэнергии, чтобы справиться с увеличением доли возобновляемых источников энергии в поставках. Исследование распределения DENA показало, что необходимо расширение сети и распределения с 135 000 км до 193 000 км. Он призвал к реформированию нормативно-правовой базы, чтобы помочь операторам сетей получить прибыль, необходимую в качестве стимулов для необходимых инвестиций.DENA на 50% принадлежит министерствам федерального правительства и на 50% — финансовым учреждениям Германии. Исследование распределения было поддержано немецкими генерирующими и сетевыми компаниями, включая EnBW, EOn и Vattenfall.

В октябре 2015 года правительство утвердило планы строительства четырех основных высоковольтных линий электропередачи постоянного тока общей протяженностью около 1000 км с севера и вблизи населенных пунктов под землей, первоначально из-за противодействия Баварии воздушным линиям. По оценке министерства энергетики, подземный вариант будет стоить от 3 до 8 миллиардов евро больше, чем воздушные линии, которые будут добавлены к счетам потребителей, но ожидалось, что это ускорит получение разрешений.В мае 2016 года BNetzA оценила стоимость необходимых 7000 км новых линий электропередачи в 35 миллиардов евро, при этом приоритет будет отдан трем линиям север-юг к 2022 году, когда должна быть закрыта последняя атомная станция. Планы по этим четырем коридорам HVDC с севера на юг отстают от графика.

Наряду с 2800 км новых линий, совместно называемых SuedLink, обновляется около 1500 км существующей сети. Правительства штатов согласились позволить BNetzA координировать планы, а не отстаивать региональные интересы.Один из строящихся проектов — это так называемый мост Тюрингии на 380 кВ, соединяющий Саксонию-Ангальт на востоке Германии с Баварией, который должен быть завершен в начале 2016 года. Линия Рейн-Вестфалия — Баден-Вюртемберг до 2 ГВт HVDC. Он должен был быть введен в эксплуатацию в 2019 году, когда АЭС Phillipsburg 2 EnBW мощностью 1392 МВт (эл.) Будет закрыта, но с отставанием примерно на год.

Планы по линии HVDC мощностью 1400 МВт с Норвегией обещают помочь Германии в достижении целей возобновляемой энергии, как это уже несколько лет делает соединительный узел между Данией и Норвегией для ветроэнергетики Дании.(Ветряные турбины Дании в значительной степени зависят от их эффективного использования на 29 ГВт гидроэнергетических мощностей в Норвегии, более 1 ГВт из которых могут быть отправлены незамедлительно, когда энергия ветра недоступна в Западной Дании. В 2014 году эта цифра увеличится на 700 МВт. естественная взаимозависимость между ветром Западной Дании и норвежской гидроэлектростанцией. При хороших ветрах энергия может быть экспортирована обратно в Норвегию и там сохраняется гидроэнергетический потенциал.)

Чешская Республика — одна из соседних стран, затронутых проблемами энергосистемы Германии.С середины 2012 года электростанция Темелин мощностью 2 ГВт выработала мощность примерно на 100 МВт ниже мощности, как было указано оператором сети CEPS, из-за проблем с безопасностью сети, вызванных скачками напряжения из-за производства возобновляемой энергии в Германии. Чешская Республика и Польша установили фазосдвигающие трансформаторы на границе с Германией, чтобы заблокировать сброс электроэнергии в Германии; Они уже были во Франции, Нидерландах и Бельгии.

Австрия — еще одна страна, испытывающая трудности из-за субсидируемых ветровых и солнечных фотоэлектрических систем.Австрийской энергосистеме (APG) становится все труднее уравновесить непредсказуемое предложение и спрос. Это вызвало необходимость в адекватных источниках балансирующей мощности, что потребовало наличия надежных источников, таких как газовые генераторные установки. В Австрии большинство из них сейчас не работает, не в состоянии конкурировать экономически, и, следовательно, страна сильно зависит от неопределенных немецких поставок. ПНГ предлагает оплату мощности, чтобы поддерживать запасы ископаемого топлива в режиме ожидания, особенно в связи с тем, что дополнительные ветровые мощности вводятся в эксплуатацию с ограниченным доступом к сети.

Французский сетевой оператор RTE планирует инвестировать 15 миллиардов евро (19 миллиардов долларов) в национальную сеть к 2020 году и еще 20 миллиардов евро к 2030 году с учетом существующей структуры энергопотребления. Однако в нем говорится, что к 2030 году потребуется 50 миллиардов евро, чтобы справиться с сокращением доли ядерной энергетики с 75% до 50% поставок и заменой ее возобновляемыми источниками энергии. Основные инвестиции в энергосистему необходимы для повышения надежности энергоснабжения и обеспечения растущей мощности возобновляемых источников энергии. RTE имеет 105 000 км линий электропередачи, и расходы на транспортировку по сети составляют около 10% счетов потребителей.

Франция уже экспортирует много электроэнергии в Италию. В 2015 году компания RTE начала работы по строительству нового соединения HVDC Savoie-Piemont мощностью 1200 МВт (эл. Это будет самая длинная подземная высоковольтная линия электропередачи (320 кВ), когда она будет введена в эксплуатацию в 2019 году. В 2014 году Италия импортировала 19 ТВт-ч по существующим линиям мощностью 2700 МВт-ч, а новое соединение увеличит пропускную способность на 10,5 ТВт-ч.

Итальянская компания Terna является оператором связи с 64 000 км линий электропередачи. Он разделит стоимость подключения HVDC Savoie-Piemont.

Новое правительство Украины , сформированное в 2014 году, нацелено на интеграцию с европейской энергосистемой и газовой сетью, чтобы сделать страну частью европейского энергетического рынка к 2017 году. В марте 2015 года было подписано соглашение между распределительной компанией Украины Укрэнерго и польской компанией Polenergia. партнера, для экспорта электроэнергии в рамках «энергетического моста» Украина-ЕС и в связи с Планом объединения энергетических рынков Балтии.Это позволит более полно использовать ядерные мощности Украины и позволит собрать средства для оплаты увеличения этих мощностей в Хмельницком. Предусмотрено подключение линии электропередачи 750 кВ от Хмельнисток к Жешову в Польше, включая также угольную электростанцию ​​на Бурштынском острове на Украине, при этом блок 2 Хмельнистки будет отключен от украинской сети. В июне 2015 года правительство одобрило проект.

Российская Федеральная сетевая компания на 80% принадлежит государству и контролирует 125 000 км линий электропередачи из более чем 13.6 млн кв. Км. Его клиентами являются региональные распределительные компании («дискотеки»), поставщики электроэнергии и крупные промышленные предприятия.

Сетка Японии очень необычна тем, что на главном острове, Хонсю, северо-восточная половина, включая Токио, имеет частоту 50 Гц, обслуживается Тепко (и Тохоку), а юго-западная половина, включая Нагоя, Киото и Осака, — 60 Гц, обслуживается Чубу. (с Kansai & Hokuriku), и их соединяет только 1 ГВт преобразователей частоты. Это связано с оригинальным оборудованием из Германии и США соответственно.Межсетевое соединение увеличивается до 2,1 ГВт за счет средств коммунальных предприятий. В начале 2013 года было объявлено, что METI создаст новый орган для уравновешивания спроса и предложения на электроэнергию на обширных территориях по всей Японии уже в 2015 году. Новый орган будет управлять сетью и объектами передачи, которые в настоящее время принадлежат и управляются коммунальными компаниями.

Между Финляндия и Швеция , линия Fenno-Skan 2 HVDC была завершена в декабре 2011 года, увеличив количество подключений на 40%. Это улучшает функционирование скандинавского рынка и позволяет Финляндии импортировать недостающую электроэнергию из Швеции, а не из России.Это 300 км, две трети подводных лодок через Ботнический залив и 800 МВт при 500 кВ постоянного тока. Это стоило 315 миллионов евро. Fingrid планирует установить дальнейшее сообщение со Швецией к 2024 году.

В , Бразилия , Государственная электросетевая корпорация Китая (SGCC) строит линию связи длиной 2084 км от гидроэлектростанции Белу-Монте мощностью 11 233 МВт на реке Шингу в северном штате Пара до южных экономических центров в штате Минас-Жерайс. Это первый подобный экспортный проект сверхвысокого напряжения для компании, он составляет 800 кВ постоянного тока.Кроме того, State Grid Brazil строит 250-километровую линию сверхвысокого напряжения от электростанции Bel Monte до Рио-де-Жанейро. Ожидается, что стоимость двух проектов составит 4,7 миллиарда долларов. SGCC уже является четвертым по величине TSO в Бразилии.

Крупные региональные сетевые проекты

План объединения энергетического рынка Балтии (карта энергосистемы Балтии, pdf)

Планируемая АЭС в Висагинасе рассматривается как краеугольный камень Плана объединения энергетического рынка Балтии (BEMIP), связывающего Польшу, Финляндию и Швецию.Высоковольтная (400 кВ) юго-западная межсистемная линия постоянного тока мощностью 1000 МВт — PowerBridge или LitPol Link — стоимостью 250-300 миллионов евро для увеличения пропускной способности между Литвой и Польшей должна быть построена с 500 МВт к 2015 году и еще 500 МВт, запланированным к 2015 году. 2020. Большая часть финансирования поступает из Европейского союза (ЕС), и работа идет с опережением графика. Для синхронизации трех стран Балтии с Польшей и ЕС к 2025 году потребуются дополнительные линии передачи данных между Эстонией и Латвией.

Это следует за открытием соединительной линии между Эстонией и Финляндией на севере — Estlink-1, высоковольтного кабеля постоянного тока мощностью 150 кВ, 350 МВт, стоимостью 110 миллионов евро, также поддерживаемого финансированием ЕС.170 км 450 кВ HVDC Estlink-2 дальше на восток и в настоящее время строится, обеспечит еще 650 МВт в начале 2014 года. Бюджет проекта составляет около 320 миллионов евро, которые будут разделены между TSO Finngrid и Elering (Эстония), с 100 миллионов евро будут предоставлены ЕС в рамках обширного пакета ЕС по восстановлению экономики. Оба будут эксплуатироваться двумя TSO.

Еще одна важная линия электропередачи к западу по дну Балтийского моря, проект NordBalt 300 или 400 кВ HVDC мощностью 700 МВт, планируется между Клайпедой в Литве и Нибро в Швеции (400 км) Svenska Kraftnat и LitGrid.Ожидается, что проект стоимостью 550 миллионов евро будет завершен к 2016 году. (Страны Балтии и Беларусь имеют хорошее объединение сетей с советских времен, но это не распространялось на Польшу, не говоря уже о Германии. Калининград получает всю электроэнергию из России. , через литовскую сеть.)

Пересмотренная в 2012 году энергетическая политика Литвы включает перестройку энергосистемы, чтобы она была независимой от российской системы и для работы с синхронной системой Европейской сети операторов системы передачи (ENTSO), а также укрепление взаимосвязи между тремя странами Балтии.

Эта интеграция с ЕС стала важным фактором, который привел к приостановке Россией работ на своей новой Балтийской атомной электростанции в своем эксклаве Калининград. Он был разработан для энергосистемы ЕС и построен примерно на 20%. Несмотря на попытки привлечь западноевропейский капитал и обеспечить продажу электроэнергии в ЕС через предлагаемые линии электропередачи, электростанция мощностью 1200 МВт изолирована, и у нее нет ближайших перспектив для достижения поставленной цели. Калининград имеет ограниченный канал передачи данных в Литву, а не в Польшу, его другого соседа.Обе эти страны отказались покупать продукцию нового балтийского завода. Литва не желает модернизировать свое подключение к сети Калининграда, чтобы позволить передавать электроэнергию Балтийской АЭС через ее территорию и Беларусь в Россию. Помимо модернизации линии связи с Литвой, российский сетевой оператор ИнтерРАО планировал построить линию связи мощностью 600-1000 МВт через границу Калининграда с Польшей и подводную линию связи HVDC мощностью 1000 МВт с Германией, но без клиентов эти планы не выполняются. В марте 2013 года Росатом заявил, что Россия подала заявку на присоединение Калининграда к энергосистеме ЕС (ENTSO-E), но, очевидно, без ответа.

Европейские и скандинавские энергетические биржи

В европейском регионе существует несколько энергетических бирж: NordPool, охватывающий Скандинавию, страны Балтии и Польшу; Европейский (EEX), охватывающий Францию, Германию, Австрию и Великобританию; GME, охватывающая Италию, Швейцарию и некоторые страны к востоку от Италии; и OMEL для Испании и Португалии. Они торгуются на спотовом и фьючерсном рынках.

Сеть Северного моря

Стремясь к достижению цели ЕС по достижению 20% доли энергии из возобновляемых источников к 2020 году, девять европейских стран согласились построить энергосистему из высоковольтных кабелей под Северным морем.Это будет первая многонациональная сеть, предназначенная для решения проблемы неустойчивого характера «зеленой» выработки электроэнергии. Инициатива по сетям Северного моря включает Германию, Данию, Норвегию, Швецию, Бельгию, Францию, Нидерланды, Люксембург и Соединенное Королевство.

Проект направлен на подключение около 100 ГВт морской ветровой энергии, что в настоящее время планируется европейскими энергетическими компаниями. Великобритания запустила программу стоимостью 100 миллиардов фунтов стерлингов для развития своих оффшорных ветряных электростанций; уже самая большая в мире — около 1 ГВт, до 40 ГВт к 2020 году.Ориентировочная стоимость проекта составит около 40 миллиардов долларов, и ожидается, что он будет запущен к 2023 году, обеспечивая баланс между поставками и нагрузками между регионами и от крупных ветряных и солнечных электростанций.

В феврале 2016 года в Европе был построен или только что завершен ряд подводных кабельных проектов:

Скагеррак 4, 700 МВт, соединяющих Норвегию и Данию, введен в эксплуатацию в марте 2015 года.
NordBalt, 700 МВт, соединяющий Швецию и Литву, срок сдачи — 2016 г.
Западная линия HVDC, 2200 МВт, соединяющая Шотландию и Уэльс, срок сдачи — 2017 г.
MON.ITA, 1000 МВт, соединяющая Италию и Черногорию, срок сдачи — 2019 г.
NEMO, 1000 МВт, соединяющая Великобританию и Бельгию, срок погашения — 2018 г.
Nord.link, 1400 МВт, соединяет Германию и Норвегию, срок выполнения — конец 2020 г.
Великобритания-Норвегия NSN, 1400 МВт, соединяющая Великобританию и Норвегию, срок погашения — 2021 г.
IFA 2, 1000 МВт, соединяющая Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2020 г.
FABlink, 1000-1400 МВт, соединит Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2022 году.

Строительство линии связи по Северному морю мощностью 1,4 ГВт между Норвегией и Нортумберлендом в Великобритании прошло половину пути и готовится к завершению к 2021 году, сообщила британская передающая компания National Grid в июне 2020 года.Еще одно соединение на 1,4 ГВт с Шотландией, Northconnect, планируется после ввода в эксплуатацию North Sea Link и Nordlink (в Германию).

Средиземноморские ссылки

Линия 1,4 ГВт (эл.) Между Испанией и Марокко работает с 1998 года.

Новый канал постоянного тока Elmed мощностью 600 МВт планируется соединить итальянскую сеть в Партанне на Сицилии с Эль-Хаварией в Тунисе с 2025 года. Длина подводного кабеля составляет около 192 км, из них 32 км подземного кабеля на Сицилии и 5 км в Тунисе.Смета расходов составляет 600 миллионов евро, половина из которых финансируется ЕС.

Восточноазиатская сетка

Korea Electric Power Corporation (Kepco) продвигает план соединения Пусана в Южной Корее с Фукуокой на юге Японии через остров Цусима. Это будет включать в себя 50-километровый участок до острова и еще 150 км до Японии, и позволит ожидаемому переизбытку электроэнергии в Южной Корее уменьшить нехватку электроэнергии в Японии. Это будет соединение с частотой 60 Гц с этой частью Японии.

Это следует за предложением японского Softbank в 2012 году о создании Азиатской суперсети, соединяющей Корею, Китай, Японию, Россию (Владивосток и Хабаровск) и Монголию.Сообщается, что Softbank объединился с Newcom в Монголии для разработки ветряной электростанции мощностью 300 МВт в пустыне Гоби, которая в конечном итоге будет снабжать Японию. В дальнейших планах — до 7 ГВт. Newcom уже поставляет 5% электроэнергии Монголии за счет ветра.

Южноафриканский энергетический пул (SAPP)

SAPP координирует энергосистемы 12 стран Сообщества развития юга Африки (САДК) (Ангола, Ботсвана, Демократическая Республика Конго, Лесото, Малави, Мозамбик, Намибия, Южная Африка, Свазиленд, Танзания, Замбия и Зимбабве).Девять из стран являются так называемыми «действующими участниками», что означает, что они связаны с объединенной сетью, которая передает около 97% энергии, производимой в SAPP. Общая установленная мощность в 2014 году составила 57 ГВт, из которых было доступно менее 52 ГВт. Большая часть электроэнергии вырабатывается в Южной Африке, где ее мощность составляет 77%. Спрос превышает предложение. Всемирный банк предложил 20 миллионов долларов для финансирования региональных энергетических проектов в рамках SAPP.

В августе 2015 года САДК объявило, что в стадии строительства находятся мощности мощностью 24 ГВт (эл.), Которые должны быть введены в эксплуатацию к 2019 году, около 70% из них — из возобновляемых источников, а остальная часть — от крупных угольных электростанций Медупе и Кусиле в Южной Африке.Самым крупным проектом была первая очередь гидроэлектростанции Гранд Инга на реке Конго в Демократической Республике Конго, которая могла бы в конечном итоге произвести 44 ГВт.

Восточноафриканский энергетический пул (EAPP)

Всемирный банк финансирует новый проект Восточной электрической магистрали, который соединит Эфиопию с Кенией и, в конечном итоге, с Южноафриканским энергетическим пулом. Это первая фаза программы интеграции энергетики Восточной Африки стоимостью 1,3 миллиарда долларов, при этом Банк предоставил 243 миллиона долларов для Эфиопии и 441 миллион долларов для Кении, в котором говорится, что «проект изменит основы электроэнергетического сектора в Восточной Африке».Линия 400 кВ переменного тока, 2000 МВт (эл.) Между Кенией и Танзанией была профинансирована Африканским банком развития в начале 2015 года.

Эфиопия планирует увеличить мощность гидроэнергетики с 2,4 до 10 ГВт и стать региональным экспортером электроэнергии. Государственная энергетическая компания Ethiopian Electric Power подписала контракт на 120 миллионов долларов США с China Electric Power Equipment and Technology на строительство высоковольтной линии электропередачи протяженностью 433 км от Волайты на юге страны до границы с Кенией.Эта линия высоковольтного постоянного тока 500 кВ, 2000 МВт с Кенией должна быть завершена в 2018 году при финансовой поддержке Всемирного банка.

Энергетический пул Западной Африки (WAPP)

Экономическое сообщество западноафриканских государств (ЭКОВАС) ранее приняло решение о создании Западноафриканского энергетического пула (WAPP). В июле 2015 года было подписано соглашение между несколькими странами о сотрудничестве в разработке комплексной региональной ядерно-энергетической программы Западной Африки, связанной с этим.

Центральная и Южная Америка

Самая длинная в мире линия высоковольтного постоянного тока (2400 км) была введена в эксплуатацию в Бразилии в 2014 году, чтобы вывести 3150 МВт электроэнергии от двух гидроэлектростанций на северо-западе в Сан-Паулу.Бразилия, Аргентина, Уругвай и Парагвай с общими крупными гидроэнергетическими проектами уже имеют обширные сетевые подключения.

Чили, Колумбия, Эквадор и Перу стремятся интегрировать свои энергосистемы через проект Андской системы электрических соединений (SINEA). В 2015 году Боливия вместе с Аргентиной, Бразилией и Парагваем согласились инвестировать более 620 миллионов долларов США в программу объединения электроэнергии, в результате чего будет построено 1400 км сетевой инфраструктуры. Затем Боливия договорилась с Перу о присоединении.

В Центральной Америке, благодаря проектам в области возобновляемых источников энергии, в 2014 году было завершено строительство последнего звена Центральноамериканской системы электрических соединений (SIEPAC), которое соединило шесть стран от Гватемалы до Панамы через линию длиной 1800 км.

Австралия

Национальный рынок электроэнергии Восточной Австралии (NEM) управляет крупнейшей в мире объединенной энергосистемой, протяженностью более 5000 километров от Северного Квинсленда до Тасмании и центральной части Южной Австралии и поставляет электроэнергию на сумму около 10 миллиардов долларов в год для удовлетворения потребностей более 10 миллионов человек. пользователей.

Интеллектуальные сети

«Интеллектуальная сеть» относится к классу технологий для доставки электроэнергии, в которых используются компьютерные средства управления для мониторинга и согласования предложения с потребностями конечных пользователей в реальном времени с соответствующим изменением цен. Он включает двустороннюю связь между дистрибьютором и счетчиками и коммутаторами клиентов с управлением этой информацией для оптимизации эффективности. Ключевой особенностью полной интеллектуальной сети является технология автоматизации, которая позволяет коммунальному предприятию настраивать и контролировать каждое отдельное устройство или миллионы устройств из центра.Интеллектуальные сети позволяют оптимально интегрировать бытовые возобновляемые источники энергии в сеть, а также интегрировать в систему электромобили.

Интеллектуальные сети имеют большое значение на уровне распределения, но мало на уровне TSO. Около 80% инвестиций в интеллектуальные сети приходится на уровень DSO и очень мало на TSO. Несмотря на разговоры об электрических магистралях, HVDC и т. Д., Большинство возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергетикой, подключены к низковольтным распределительным сетям, а не к высоковольтным сетям.

Препятствия к улучшению

Высокая стоимость проектов передачи электроэнергии является одним из факторов, сдерживающих инвестиции в новые мощности.

Приобретение и управление полосой отвода передающих активов — сложный и обременительный процесс во многих странах, где на карту поставлены надежность и мнение потребителей. Электроэнергетические компании и TSO должны управлять многочисленными и часто конкурирующими интересами при переговорах о сервитутах для проектов передачи. Они будут определяться целями надежности и мощности, но у землевладельцев и государственных чиновников другие приоритеты и интересы.

Во Франции противники проекта Котантен-Мэн протяженностью 163 км, соединяющего новый реактор Фламанвиль с основной энергосистемой, утверждали, что неуверенность в безопасности проживания вблизи высоковольтных линий электропередач, включая риск возникновения лейкемии у детей, означает, что проект не должен продолжаться.Противники — экологические группы и местные общественные объединения. Высший административный суд страны отклонил апелляцию, заявив, что это проект, представляющий общественный интерес, и что было проведено достаточное количество оценок безопасности.

Примечания и ссылки

Общие источники

Международное агентство по атомной энергии, Серия статей по ядерной энергии № NG-T-3.8, Надежность электрических сетей и взаимодействие с атомными электростанциями (2012)
Международное агентство по атомной энергии, Серия технических отчетов No.224, Взаимодействие характеристик сети с проектированием и производительностью атомных электростанций (1983)
Международное агентство по атомной энергии, Эксплуатация атомных электростанций без базовой нагрузки: режимы гибкой работы с отслеживанием нагрузки и частотным регулированием, Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии, № NP-T-3.23 (апрель 2018 г.)
Агентство по ядерной энергии ОЭСР, Ядерная энергия и возобновляемые источники энергии: системные эффекты в низкоуглеродных электроэнергетических системах , ISBN 9789264188518 (ноябрь 2012 г.)
ОЭСР / АЯЭ, 2013 г., Документы с техническими заключениями CSNI No.16: Глубокая защита электрических систем. NEA № 7070
Гримстон, М., 2013 г., Полная стоимость производства электроэнергии, Proc IMechE Часть A: J Power and Energy 0 (0) 1-11
EnergyMarketPrice 15/5/14 в связи с подключением к сети Европы
Австралийский оператор энергетического рынка, ООО и Electranet, Интеграция возобновляемых источников энергии в Южной Австралии (октябрь 2014 г.)
Мировой отчет по передаче, контролю и распределению электроэнергии , Data Group (март 2015 г.)
Ален Буртин и Вера Сильва, EDF R&D, Технико-экономический анализ европейской электроэнергетической системы с 60% ВИЭ (17 июня 2015 г.), доступен на веб-сайте Energy Post
Оператор австралийского энергетического рынка, Руководство по дополнительным услугам на национальном рынке электроэнергии (апрель 2015 г.)

Подключение вашей системы к сети | Delmarva Power

Мы поддерживаем возобновляемые источники энергии и сотрудничаем с нашими клиентами, чтобы обеспечить безопасное и надежное подключение возобновляемой энергии к электросети.

После того, как вы изучили и выбрали систему возобновляемой генерации, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям, и выбрали подрядчика по установке, вам или вашему подрядчику необходимо:
подать заявку на подключение вашей системы к электросети Delmarva Power, оплатить регистрационный сбор, установить новую систему, а затем проверить ее в Комиссии по недвижимости штата Делавэр (DREC), а также установить у вас электросчетчик Delmarva Power с возможностью подключения к сети. Полный процесс подключения занимает около 77 рабочих дней.Благодаря межсетевому соединению в ваш дом по-прежнему будет поступать электричество, даже если солнечные панели не вырабатывают электроэнергию — ночью или когда облака, тень или снег ограничивают выработку. Счетчик с возможностью подключения к сети гарантирует, что вы будете получать кредиты по счетам Delmarva Power за выработку электроэнергии, которая не используется в вашем помещении, и за подачу электроэнергии вашей системой в сеть.

Процесс подачи заявки состоит из нескольких ключевых шагов, обеспечивающих успешное подключение к сети. Мы предоставили эти простые и понятные шаги, которые помогут вам в этом процессе.Вы также можете скачать наши
Контрольный список для измерения чистой энергии и подключения малых генераторов.

Делавэр: Загрузите PDF-файл для печати с описанием этапов и сроков подачи заявки.

Мэриленд: Загрузите PDF-файл для печати с описанием этапов и сроков подачи заявки.

Заполнение правильной заявки

Процесс подключения начинается с заполнения
заявка и соглашение на основе паспортной таблички предлагаемой системы.В таблице ниже перечислены общие критерии подключения для каждого приложения и уровня соглашения. Паспортная мощность — это максимальная мощность, выраженная в киловаттах, электрического генератора при определенных условиях, указанных производителем, как указано на паспортной табличке, физически прикрепленной к генератору.

Заказчики запрашивают
агрегированный учет чистой энергии или
Сообщество по учету чистой энергии должно будет подать заявку на присоединение соответствующего уровня и соглашение, а также
ANEM или
Райдер приложения CEF.

Сборы за подачу заявки

После получения заявки система подачи заявок Delmarva Power автоматически определяет, требуется ли сбор, и рассчитывает его в зависимости от юрисдикции, размера системы и уровня заявки. Онлайн-система автоматически создает и отправляет счет подрядчику или заказчику по электронной почте.

Другие формы

Delmarva Power свяжется с вами во время процесса подачи заявки, если потребуются следующие документы.

Часто задаваемые вопросы | Pepco

Наш поставщик интеллектуальных сетей, Silver Spring Networks, использует радиомодули 900 мегагерц (МГц) и 2,4 гигагерца (ГГц) в своих аппаратных устройствах интеллектуальной сети — те же частоты, одобренные Федеральной комиссией по связи (FCC), которые использовались в течение многих лет. в таких устройствах, как радионяни, сотовые телефоны, игрушки с дистанционным управлением и медицинские мониторы.

Радиочастотное (RF) излучение Silver Spring соответствует уровням, требуемым строгими федеральными правилами и разрешенным различными международными рекомендациями, и поэтому не должно создавать помех для беспроводных маршрутизаторов или беспроводных телефонов.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к нашему
Информационный бюллетень РФ.

Научные исследования в области РФ и здравоохранения ведутся уже несколько десятилетий. Недавние исследования были сосредоточены на радиочастотах на частотах сотовых телефонов. Этот объем исследований был рассмотрен многими органами общественного здравоохранения и регулирующими органами, включая Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), FCC, Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ) и Национальный институт рака (NCI).

Ни одна из ведущих организаций здравоохранения, включая FDA, FCC, ВОЗ и NCI, не обнаружила, что радиочастотные сигналы от интеллектуальных счетчиков вызывают или способствуют каким-либо неблагоприятным последствиям для здоровья.

Например, в недавнем обзоре Международного агентства ВОЗ по изучению рака (IARC) сделан вывод о том, что, хотя некоторые исследования предполагают возможную связь с раком на основе длительного использования сотовых телефонов, радиочастотное облучение от сотовых телефонов не может считаться реальной причиной. рака или даже вероятной причины. МАИР также обнаружило неадекватные научные доказательства любого риска рака из-за радиочастотных полей от источников окружающей среды, таких как вышки сотовой связи и беспроводные сети. ВОЗ также подчеркнула, что «не установлено, что использование мобильных телефонов вызывает неблагоприятные последствия для здоровья.”Для получения подробной информации, предоставляемой этими организациями, посетите их веб-сайты по адресу:

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США
Федеральная комиссия по связи
Всемирная организация здравоохранения
Национальный институт рака

Для получения дополнительной информации о безопасности интеллектуальных счетчиков посетите наш
Страница конфиденциальности и безопасности.

Электроэнергия и энергия | Физика II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором, и мощность, подаваемую источником питания.
• Рассчитайте стоимость электроэнергии при различных обстоятельствах.

Мощность в электрических цепях

Мощность ассоциируется у многих с электричеством. Зная, что мощность — это коэффициент использования или преобразования энергии, каково выражение для электроэнергии ? На ум могут прийти линии электропередач. Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт.(См. Рис. 1 (а).) Поскольку оба работают от одного и того же напряжения, лампа мощностью 60 Вт должна потреблять больше тока, чтобы иметь большую номинальную мощность. Таким образом, сопротивление лампы на 60 Вт должно быть ниже, чем у лампы на 25 Вт. Если мы увеличиваем напряжение, мы также увеличиваем мощность. Например, когда лампочка мощностью 25 Вт, рассчитанная на работу от 120 В, подключена к 240 В, она на короткое время очень ярко светится, а затем перегорает. Как именно напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?

Рис. 1. (a) Какая из этих лампочек, лампа мощностью 25 Вт (вверху слева) или лампа мощностью 60 Вт (вверху справа), имеет более высокое сопротивление? Что потребляет больше тока? Что потребляет больше всего энергии? Можно ли по цвету сказать, что нить накаливания мощностью 25 Вт круче? Является ли более яркая лампочка другого цвета, и если да, то почему? (кредиты: Дикбаух, Wikimedia Commons; Грег Вестфолл, Flickr) (б) Этот компактный люминесцентный светильник (КЛЛ) излучает такую ​​же интенсивность света, как и лампа мощностью 60 Вт, но с входной мощностью от 1/4 до 1/10.(кредит: dbgg1979, Flickr)

Электрическая энергия зависит как от напряжения, так и от перемещаемого заряда. Проще всего это выражается как PE = qV , где q — это перемещенный заряд, а V, — это напряжение (или, точнее, разность потенциалов, через которую проходит заряд). Мощность — это скорость перемещения энергии, поэтому электрическая мощность равна

.

[латекс] P = \ frac {PE} {t} = \ frac {qV} {t} \\ [/ latex].

Учитывая, что ток равен I = q / t (обратите внимание, что Δ t = t здесь), выражение для мощности принимает вид

P = IV

Электрическая мощность ( P ) — это просто произведение тока на напряжение.Мощность имеет знакомые единицы ватт. Поскольку единицей СИ для потенциальной энергии (PE) является джоуль, мощность выражается в джоулях в секунду или ваттах. Таким образом, 1 A ⋅V = 1 Вт. Например, в автомобилях часто есть одна или несколько дополнительных розеток, с помощью которых можно заряжать сотовый телефон или другие электронные устройства. {2} R \\ [/ latex].

Обратите внимание, что первое уравнение всегда верно, тогда как два других можно использовать только для резисторов. В простой схеме с одним источником напряжения и одним резистором мощность, подаваемая источником напряжения, и мощность, рассеиваемая резистором, идентичны. (В более сложных схемах P может быть мощностью, рассеиваемой одним устройством, а не полной мощностью в цепи.) Из трех различных выражений для электрической мощности можно получить различное понимание. Например, P = V ² / R означает, что чем ниже сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше выдается мощность.Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат в P = V ² / R , эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза до примерно 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.

Пример 1. Расчет рассеиваемой мощности и тока: горячая и холодная мощность

(a) Рассмотрим примеры, приведенные в Законе Ома: сопротивление и простые цепи и сопротивление и удельное сопротивление.Затем найдите мощность, рассеиваемую автомобильной фарой в этих примерах, как в горячую, так и в холодную погоду. б) Какой ток он потребляет в холодном состоянии?

Стратегия для (а)

Для горячей фары нам известны напряжение и ток, поэтому мы можем использовать P = IV , чтобы найти мощность. Для холодной фары нам известны напряжение и сопротивление, поэтому мы можем использовать P = V ² / R , чтобы найти мощность.

Решение для (a)

Вводя известные значения тока и напряжения для горячей фары, получаем

P = IV = (2.{2}} {0,350 \ text {} \ Omega} = 411 \ text {W} \\ [/ latex].

Обсуждение для (а)

30 Вт, рассеиваемые горячей фарой, являются типичными. Но 411 Вт в холодную погоду на удивление выше. Начальная мощность быстро уменьшается по мере увеличения температуры лампы и увеличения ее сопротивления.

Стратегия и решение для (b)

Ток при холодной лампочке можно найти несколькими способами. Переставляем одно из уравнений мощности, P = I ² R , и вводим известные значения, получая

[латекс] I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} = \ sqrt {\ frac {411 \ text {W}} {{0.350} \ text {} \ Omega}} = 34,3 \ text {A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (б)

Холодный ток значительно выше, чем установившееся значение 2,50 А, но ток будет быстро снижаться до этого значения по мере увеличения температуры лампы. Большинство предохранителей и автоматических выключателей (используемых для ограничения тока в цепи) рассчитаны на кратковременную выдержку очень высоких токов при включении устройства. В некоторых случаях, например, с электродвигателями, ток остается высоким в течение нескольких секунд, что требует использования специальных плавких предохранителей с замедленным срабатыванием.

Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку P = E / t , мы видим, что

E = Pt

— это энергия, используемая устройством, использующим мощность P в течение временного интервала t . Например, чем больше горит лампочек, тем больше используется P ; чем дольше они включены, тем больше т .Единицей измерения энергии в счетах за электричество является киловатт-час (кВт ч), что соответствует соотношению E = Pt . Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете доказать себе, что 1 кВт ⋅ ч = 3.6 × 10 ⁶ Дж.

Потребляемая электрическая энергия ( E ) может быть уменьшена либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и снизит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения — один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии в доме расходуется на освещение, в то время как в коммерческих учреждениях эта цифра приближается к 40%.Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания — это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. Рис. 1 (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую ​​же яркость и цвет. КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, все они подключены к стандартному привинчиваемому основанию, которое подходит для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены исходные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными вложениями в КЛЛ.) Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные фонари (представляющие собой группу небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в 5 раз дольше, чем КЛЛ. Однако их стоимость по-прежнему высока.

Установление соединений: энергия, мощность и время

Отношение E = Pt может оказаться полезным во многих различных контекстах.Энергия, которую ваше тело использует во время упражнений, зависит, например, от уровня мощности и продолжительности вашей активности. Степень нагрева источника питания зависит от уровня мощности и времени ее применения. Даже доза облучения рентгеновского изображения зависит от мощности и времени воздействия.

Пример 2. Расчет рентабельности компактных люминесцентных ламп (КЛЛ)

Если стоимость электроэнергии в вашем районе составляет 12 центов за кВтч, какова общая стоимость (капитальные плюс эксплуатация) использования лампы накаливания мощностью 60 Вт в течение 1000 часов (срок службы этой лампы), если стоимость лампы составляет 25 центов? (б) Если мы заменим эту лампочку компактной люминесцентной лампой, которая дает такой же световой поток, но составляет четверть мощности и стоит 1 доллар.50, но длится в 10 раз дольше (10 000 часов), какова будет общая стоимость?

Стратегия

Чтобы найти эксплуатационные расходы, мы сначала находим используемую энергию в киловатт-часах, а затем умножаем ее на стоимость киловатт-часа.

Решение для (a)

Энергия, используемая в киловатт-часах, определяется путем ввода мощности и времени в выражение для энергии:

E = Pt = (60 Вт) (1000 ч) = 60,000 Вт ч

В киловатт-часах это

E = 60.0 кВт ⋅ ч.

Сейчас стоимость электроэнергии

Стоимость

= (60,0 кВт ч) (0,12 долл. США / кВт час) = 7,20 долл. США.

Общая стоимость составит 7,20 доллара за 1000 часов (около полугода при 5 часах в день).

Решение для (b)

Поскольку CFL использует только 15 Вт, а не 60 Вт, стоимость электроэнергии составит 7,20 доллара США / 4 = 1,80 доллара США. КЛЛ прослужит в 10 раз дольше, чем лампа накаливания, так что инвестиционные затраты составят 1/10 стоимости лампы за этот период использования, или 0.1 (1,50 доллара США) = 0,15 доллара США. Таким образом, общая стоимость 1000 часов составит 1,95 доллара США.

Обсуждение

Следовательно, использование КЛЛ намного дешевле, даже несмотря на то, что первоначальные вложения выше. Повышенная стоимость рабочей силы, которую бизнес должен включать в себя для более частой замены ламп накаливания, здесь не учитывается.

Подключение: Эксперимент на вынос — Инвентаризация использования электроэнергии

1) Составьте список номинальной мощности для ряда приборов в вашем доме или комнате.Объясните, почему что-то вроде тостера имеет более высокий рейтинг, чем цифровые часы. Оцените энергию, потребляемую этими приборами в среднем за день (оценивая время их использования). Некоторые приборы могут указывать только рабочий ток. Если бытовое напряжение составляет 120 В, используйте P = IV . 2) Проверьте общую мощность, используемую в туалетах на этаже или в здании вашей школы. (Возможно, вам придется предположить, что используемые длинные люминесцентные лампы рассчитаны на 32 Вт.) Предположим, что здание было закрыто все выходные, и что эти огни были оставлены включенными с 6 часов вечера.{2} R \\ [/ латекс].

• Энергия, используемая устройством с мощностью P за время t , составляет E = Pt .

Концептуальные вопросы

1. Почему лампы накаливания тускнеют в конце жизни, особенно незадолго до того, как их нити оборвутся?

Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна P = V ² / R , что означает, что мощность уменьшается при увеличении сопротивления. Тем не менее, эта мощность также определяется соотношением P = I ² R , что означает, что мощность увеличивается при увеличении сопротивления.Объясните, почему здесь нет противоречия.

Задачи и упражнения

1. Какова мощность разряда молнии 1,00 × 10 ² МВ при токе 2,00 × 10 ⁴ A ?

2. Какая мощность подается на стартер большого грузовика, который потребляет 250 А тока от аккумуляторной батареи 24,0 В?

3. Заряд в 4,00 Кл проходит через солнечные элементы карманного калькулятора за 4,00 часа. Какова выходная мощность, если выходное напряжение вычислителя равно 3.00 В? (См. Рисунок 2.)

Рис. 2. Полоса солнечных элементов прямо над клавишами этого калькулятора преобразует свет в электричество для удовлетворения своих потребностей в энергии. (Источник: Эван-Амос, Wikimedia Commons)

4. Сколько ватт проходит через него фонарик с 6,00 × 10 ² за 0,500 ч использования, если его напряжение составляет 3,00 В?

5. Найдите мощность, рассеиваемую каждым из этих удлинителей: (a) удлинительный шнур с сопротивлением 0,0600 Ом, через который 5.00 А течет; (б) более дешевый шнур с более тонким проводом и сопротивлением 0,300 Ом.

6. Убедитесь, что единицами измерения вольт-ампер являются ватты, как следует из уравнения P = IV .

7. Покажите, что единицы 1V ² / Ω = 1W, как следует из уравнения P = V ² / R .

8. Покажите, что единицы 1 A ² Ω = 1 Вт, как следует из уравнения P = I ² R .

9. Проверьте эквивалент единиц энергии: 1 кВт ч = 3,60 × 10 ⁶ Дж.

10. Электроны в рентгеновской трубке ускоряются до 1,00 × 10 ² кВ и направляются к цели для получения рентгеновских лучей. Вычислите мощность электронного луча в этой трубке, если она имеет ток 15,0 мА.

11. Электрический водонагреватель потребляет 5,00 кВт за 2,00 часа в сутки. Какова стоимость его эксплуатации в течение одного года, если электроэнергия стоит 12,0 центов / кВт · ч? См. Рисунок 3.

Рисунок 3. Водонагреватель электрический по запросу. Тепло в воду подается только при необходимости. (кредит: aviddavid, Flickr)

12. Сколько электроэнергии необходимо для тостера с тостером мощностью 1200 Вт (время приготовления = 1 минута)? Сколько это стоит при 9,0 цента / кВт · ч?

13. Какова будет максимальная стоимость КЛЛ, если общая стоимость (капиталовложения плюс эксплуатация) будет одинаковой как для КЛЛ, так и для ламп накаливания мощностью 60 Вт? Предположим, что стоимость лампы накаливания составляет 25 центов, а электричество стоит 10 центов / кВтч.Рассчитайте стоимость 1000 часов, как в примере с КЛЛ по рентабельности.

14. Некоторые модели старых автомобилей имеют электрическую систему 6,00 В. а) Каково сопротивление горячему свету у фары мощностью 30,0 Вт в такой машине? б) Какой ток течет через него?

15. Щелочные батареи имеют то преимущество, что они выдают постоянное напряжение почти до конца своего срока службы. Как долго щелочная батарея с номиналом 1,00 А · ч и 1,58 В будет поддерживать горящую лампочку фонарика мощностью 1,00 Вт?

16.Прижигатель, используемый для остановки кровотечения в хирургии, выдает 2,00 мА при 15,0 кВ. а) Какова его выходная мощность? б) Какое сопротивление пути?

17. В среднем телевизор работает 6 часов в день. Оцените ежегодные затраты на электроэнергию для работы 100 миллионов телевизоров, предполагая, что их потребляемая мощность составляет в среднем 150 Вт, а стоимость электроэнергии составляет в среднем 12,0 центов / кВт · ч.

18. Старая лампочка потребляет всего 50,0 Вт, а не 60,0 Вт из-за истончения ее нити за счет испарения.Во сколько раз уменьшается его диаметр при условии равномерного утонения по длине? Не обращайте внимания на любые эффекты, вызванные перепадами температур.

Медная проволока калибра 19. 00 имеет диаметр 9,266 мм. Вычислите потери мощности в километре такого провода, когда он пропускает 1,00 × 10 ² А.

Холодные испарители пропускают ток через воду, испаряя ее при небольшом повышении температуры. Одно такое домашнее устройство рассчитано на 3,50 А и использует 120 В переменного тока с эффективностью 95,0%.а) Какова скорость испарения в граммах в минуту? (b) Сколько воды нужно налить в испаритель за 8 часов работы в ночное время? (См. Рисунок 4.)

Рис. 4. Этот холодный испаритель пропускает ток непосредственно через воду, испаряя ее напрямую с относительно небольшим повышением температуры.

21. Integrated Concepts (a) Какая энергия рассеивается разрядом молнии с током 20 000 А, напряжением 1,00 × 10 ² МВ и длиной 1.00 мс? (б) Какая масса древесного сока может быть увеличена с 18ºC до точки кипения, а затем испарена этой энергией, если предположить, что сок имеет те же тепловые характеристики, что и вода?

22. Integrated Concepts Какой ток должен вырабатывать подогреватель бутылочек на 12,0 В, чтобы нагреть 75,0 г стекла, 250 г детской смеси и 3,00 × 10 ² алюминия от 20 ° C до 90º за 5,00 мин?

23. Integrated Concepts Сколько времени требуется хирургическому прижигателю, чтобы поднять температуру на 1?00 г ткани от 37º до 100, а затем закипятите 0,500 г воды, если она выдает 2,00 мА при 15,0 кВ? Не обращайте внимания на передачу тепла в окружающую среду.

24. Integrated Concepts Гидроэлектрические генераторы (см. Рисунок 5) на плотине Гувера вырабатывают максимальный ток 8,00 × 10 ³ А при 250 кВ. а) Какая выходная мощность? (b) Вода, питающая генераторы, входит и покидает систему с низкой скоростью (таким образом, ее кинетическая энергия не изменяется), но теряет 160 м в высоте.Сколько кубических метров в секунду необходимо при КПД 85,0%?

Рис. 5. Гидроэлектрические генераторы на плотине Гувера. (кредит: Джон Салливан)

25. Integrated Concepts (a) Исходя из 95,0% эффективности преобразования электроэнергии двигателем, какой ток должны обеспечивать аккумуляторные батареи на 12,0 В 750-килограммового электромобиля: отдых до 25,0 м / с за 1,00 мин? (b) Подняться на холм высотой 2,00 × 10 ² м за 2,00 мин при постоянной 25.Скорость 0 м / с при приложении силы 5,00 × 10 ² Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? (c) Двигаться с постоянной скоростью 25,0 м / с, прилагая силу 5,00 × 10 ² Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? См. Рисунок 6.

Рис. 6. Электромобиль REVAi заряжается на одной из улиц Лондона. (кредит: Фрэнк Хебберт)

26. Integrated Concepts Пригородный легкорельсовый поезд потребляет 630 А постоянного тока напряжением 650 В при ускорении.а) Какова его мощность в киловаттах? (b) Сколько времени нужно, чтобы достичь скорости 20,0 м / с, начиная с состояния покоя, если его загруженная масса составляет 5,30 × 10 ⁴ кг, при 95,0% эффективности и постоянной мощности? (c) Найдите его среднее ускорение. (г) Обсудите, как ускорение, которое вы обнаружили для легкорельсового поезда, сравнивается с тем, что может быть типичным для автомобиля.

27. Integrated Concepts (a) Линия электропередачи из алюминия имеет сопротивление 0,0580 Ом / км. Какова его масса на километр? б) Какова масса на километр медной линии с таким же сопротивлением? Более низкое сопротивление сократит время нагрева.Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

28. Integrated Concepts (a) Погружной нагреватель, работающий на 120 В, может повысить температуру 1,00 × 10 ² -граммовой алюминиевой чашки, содержащей 350 г воды, с 20 ° C до 95 ° C за 2,00 мин. Найдите его сопротивление, предполагая, что оно постоянно в процессе. (b) Более низкое сопротивление сократит время нагрева. Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

29. Integrated Concepts (a) Какова стоимость нагрева гидромассажной ванны, содержащей 1500 кг воды, от 10 ° C до 40 ° C, исходя из эффективности 75,0% с учетом передачи тепла в окружающую среду? Стоимость электроэнергии 9 центов / кВт kWч. (b) Какой ток потреблял электрический нагреватель переменного тока 220 В, если на это потребовалось 4 часа?

30 . Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 ² МВт мощности при 480 В? (b) Какая мощность рассеивается линиями передачи, если они имеют коэффициент 1.00 — сопротивление Ом? (c) Что неразумного в этом результате? (d) Какие допущения необоснованны или какие посылки несовместимы?

31. Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 ² МВт мощности при 10,0 кВ? (b) Найдите сопротивление 1,00 км провода, которое вызовет потерю мощности 0,0100%. (c) Каков диаметр медного провода длиной 1,00 км, имеющего такое сопротивление? (г) Что необоснованного в этих результатах? (e) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

32.Создайте свою задачу Представьте себе электрический погружной нагреватель, используемый для нагрева чашки воды для приготовления чая. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете необходимое сопротивление нагревателя, чтобы он увеличивал температуру воды и чашки за разумный промежуток времени. Также рассчитайте стоимость электроэнергии, используемой в вашем технологическом процессе. Среди факторов, которые следует учитывать, — это используемое напряжение, задействованные массы и теплоемкость, тепловые потери и время, в течение которого происходит нагрев.Ваш инструктор может пожелать, чтобы вы рассмотрели тепловой предохранительный выключатель (возможно, биметаллический), который остановит процесс до того, как в погружном блоке будут достигнуты опасные температуры.

Глоссарий

электрическая мощность:

скорость, с которой электрическая энергия подается источником или рассеивается устройством; это произведение тока на напряжение

Избранные решения проблем и упражнения

1. 2.00 × 10 ¹² Вт

5.{6} \ text {J} \\ [/ latex]

11. 438 $ / год

13. $ 6.25

15. 1.58 ч

17. 3,94 миллиарда долларов в год

19. 25,5 Вт

21. (а) 2,00 × 10 ⁹ Дж (б) 769 кг

23. 45.0 с

25. (а) 343 A (б) 2,17 × 10 ³ A (в) 1,10 × 10 ³ A

27. (а) 1,23 × 10 ³ кг (б) 2,64 × 10 ³ кг

29. (a) 2,08 × 10 ⁵ A
(b) 4,33 × 10 ⁴ МВт
(c) Линии передачи рассеивают больше мощности, чем они должны передавать.
(d) Напряжение 480 В неоправданно низкое для напряжения передачи. В линиях передачи на большие расстояния поддерживается гораздо более высокое напряжение (часто сотни киловольт), чтобы уменьшить потери мощности.

Объяснение коэффициента мощности

— Инженерное мышление

коэффициент мощности объяснил

Объяснение коэффициента мощности. В этом уроке мы рассмотрим коэффициент мощности. Мы узнаем, что такое коэффициент мощности, что такое хороший и плохой коэффициент мощности, как сравнивать коэффициент мощности, причины коэффициента мощности, почему и как исправить коэффициент мощности, а также несколько примеров расчетов, которые помогут вам изучить электротехнику.
Прокрутите вниз, чтобы просмотреть БЕСПЛАТНЫЙ учебник YouTube

Итак, что такое коэффициент мощности?

Что такое коэффициент мощности

Коэффициент мощности — это безразмерное число, используемое в цепях переменного тока, его можно использовать для обозначения отдельного элемента оборудования, такого как асинхронный двигатель, или для потребления электроэнергии всем зданием. В любом случае он представляет собой отношение истинной мощности к полной мощности. Формула PF = кВт / кВА. Итак, что это значит?

Моя любимая аналогия для объяснения этого — использование аналогии с пивом.

Мы платим за пиво по бокалам, но внутри бокала и пиво, и пена. Чем больше у нас пива, тем меньше пены, поэтому мы получаем хорошее соотношение цены и качества. Если много пены, значит, пива не так много, и мы не получаем хорошее соотношение цены и качества.

Аналогия с пивом Power Factor

Пиво представляет нашу истинную мощность или наши кВт, киловатты. Это то, что нам нужно и нужно, это то, что делает работу.

Пена представляет нашу реактивную мощность или нашу реактивную мощность в кВАр, киловольт-ампер.Это бесполезный материал, он всегда будет, и мы должны за него заплатить, но мы не можем использовать его, поэтому мы не хотим его слишком много. (на самом деле у него есть назначение и цель, но позже мы увидим почему)

Комбинация этих кВт и кВАр составляет нашу полную мощность или нашу кВА. киловольт-амперы

.

Формула коэффициента мощности
Таким образом, коэффициент мощности

представляет собой отношение полезной мощности или истинной мощности в кВт к тому, за что мы взимаем плату в кВА. Таким образом, это говорит нам о том, сколько денег мы получаем за потребляемую электроэнергию.

Треугольник мощности — коррекция коэффициента мощности

Если мы очень кратко коснемся терминов электротехники, мы увидим, что это выражено в виде треугольника власти. В данном случае я нарисую его как ведущий коэффициент мощности, так как это легче визуализировать. Пиво или истинная мощность — это соседняя линия, затем у нас есть пена, которая представляет собой реактивную мощность на противоположной стороне, затем для стороны гипотенузы, которая является самой длинной стороной, у нас есть кажущаяся мощность, она находится под углом к ​​истинной мощность, угол известен как тета.

Формулы коэффициента мощности

По мере увеличения реактивной мощности или пены увеличивается и полная мощность, или кВА. Затем мы могли бы использовать тригонометрию для вычисления этого треугольника, я не буду в этой статье, так как я просто охватываю основы, поэтому мы просто увидим нужные вам формулы, но мы сделаем некоторые вычисления и рабочие примеры позже в этой статье.

Если мы посмотрим на типичный счет за электроэнергию в жилых домах, мы обычно увидим плату за количество использованных кВтч, потому что коэффициент мощности и потребление электроэнергии будут очень низкими, поэтому электроэнергетические компании, как правило, не беспокоятся об этом.

Однако в коммерческих и промышленных счетах за электроэнергию, особенно в зданиях с интеллектуальными или интервальными счетчиками электроэнергии, мы, скорее всего, увидим плату и информацию об использованных кВт, кВтч, кВА и кВАр. В частности, в больших зданиях часто будет взиматься плата за реактивную мощность, но это зависит от поставщика электроэнергии.

Заряды реактивной мощности

Причина, по которой они взимают штраф за это, заключается в том, что, когда у крупных потребителей плохие коэффициенты мощности, они увеличивают ток, протекающий через электрическую сеть, и вызывают падения напряжения, которые уменьшают распределительную способность поставщиков и имеют ударный эффект для других потребителей.Кабели рассчитаны на пропускание определенного количества тока, протекающего через них. Таким образом, если многие крупные потребители подключаются с плохим коэффициентом мощности, кабели могут перегрузиться, им будет сложно выполнить соглашения о спросе и мощности, и новые клиенты не смогут подключиться, пока они не заменят кабели или не установят дополнительные кабели.

Плата за реактивную мощность возникает, когда коэффициент мощности здания падает ниже определенного уровня, этот уровень определяется поставщиком электроэнергии, но обычно начинается примерно с 0.95 и ниже.

Идеальный коэффициент мощности должен составлять 1,0, однако в действительности этого практически невозможно достичь. Мы вернемся к этому позже в видео.

В больших коммерческих зданиях общий коэффициент мощности, вероятно, будет находиться в следующих категориях

Хороший коэффициент мощности обычно составляет от 1,0 до 0,95

Плохой коэффициент мощности от 0,95 до 0,85

Плохой коэффициент мощности ниже 0,85.

Коммерческие офисные здания обычно находятся где-то между 0.98 и 0,92, промышленные здания могут быть ниже 0,7. Вскоре мы рассмотрим причины этого.

Сравнение коэффициента мощности асинхронного двигателя

Если мы сравним два асинхронных двигателя, оба имеют мощность 10 кВт и подключены к трехфазному источнику питания 415 В, 50 Гц. Один имеет коэффициент мощности 0,87, а другой — 0,92

Оба двигателя будут обеспечивать 10 кВт работы, но первый двигатель имеет более низкий коэффициент мощности по сравнению со вторым, а это означает, что мы не получаем такое же соотношение цены и качества.

Первому двигателю необходимо будет потреблять 11,5 кВА из электросети, чтобы обеспечить мощность 10 кВт.

Второй двигатель должен будет потреблять всего 10,9 кВА из электросети, чтобы обеспечить 10 кВт мощности.

Это означает, что у первого двигателя мощность 5,7 кВАр, а у второго двигателя — всего 4,3 кВАр.

Помните, что наши киловатты — это пиво, которое является полезным ингредиентом. КВАр — это пена, это не такая уж полезная штука. КВА — это то, за что мы собираемся платить, и это кВт + кВАр.2

Мы также могли бы найти коэффициент мощности из кВт и кВА, используя 10 кВт, разделенные на 11,5 кВА.

PF = кВт / кВА

Мы могли бы найти кВт из коэффициента мощности и кВА, разделив 0,87 на 11,5 кВА, чтобы получить 10

кВт = PF x кВА

Так что же вызывает низкий коэффициент мощности?

В большинстве случаев на коэффициент мощности влияют индуктивные нагрузки.

Чисто резистивная нагрузка

Если бы у нас была чисто резистивная нагрузка, такая как электрический резистивный нагреватель, то формы волн напряжения и тока были бы синхронизированы или очень близки.Они оба пройдут свою точку максимума и минимума и одновременно пройдут через нулевую ось. Коэффициент мощности в этом случае равен 1, что идеально.

Если бы мы нарисовали векторную диаграмму, то напряжение и ток были бы параллельны, поэтому вся энергия, потребляемая от источника электричества, идет на выполнение работы, в данном случае на создание тепла.

Чисто индуктивная нагрузка

Если мы возьмем индуктивную нагрузку, такую ​​как асинхронный двигатель, магнитное поле катушки сдерживает ток и приводит к фазовому сдвигу, при котором формы волн напряжения и тока не синхронизируются с током, и поэтому они проходят через нулевую точку после напряжение, это называется запаздывающим коэффициентом мощности.

Ранее в этой статье я сказал, что пена или кВАр бесполезны, это не совсем так, нам действительно нужна некоторая реактивная мощность для создания и поддержания магнитного поля, которое вращает двигатель. Реактивная мощность тратится впустую в том смысле, что мы не получаем от нее никакой работы, но все равно должны за нее платить, хотя нам она нужна, прежде всего, для того, чтобы иметь возможность выполнять эту работу. Ранее мы рассмотрели, как работают асинхронные двигатели, нажмите здесь, чтобы просмотреть это руководство.

Если мы построим векторную диаграмму для чисто индуктивной нагрузки, то ток будет под углом ниже линии напряжения, что означает, что не все потребляемое электричество выполняет работу.

Чисто емкостная нагрузка

Если взять чисто емкостную нагрузку, то с индуктивной нагрузкой произойдет обратное. Напряжение и ток не в фазе, за исключением того, что на этот раз напряжение сдерживается. Это приводит к опережающему коэффициенту мощности. Опять же, это будет означать, что не все электричество используется для работы, но мы все равно должны за это платить.

Если бы мы нарисовали векторную диаграмму для чисто емкостной нагрузки, то линия тока была бы под углом над линией напряжения, поскольку она опережает.

Коррекция недостаточного коэффициента мощности

Волновая диаграмма коррекции коэффициента мощности

Что мы можем сделать, чтобы исправить низкий коэффициент мощности и заряд реактивной мощности? В большинстве случаев мы сталкиваемся с запаздывающим коэффициентом мощности, вызванным индуктивными нагрузками, но мы можем столкнуться с опережающим коэффициентом мощности.

Чтобы исправить низкий коэффициент мощности, мы можем добавить в схему конденсаторы или катушки индуктивности, которые вернут ток обратно в фазу и приблизят коэффициент мощности к 1. Если у нас есть запаздывающий коэффициент мощности, вызванный высокими индуктивными нагрузками в цепи, тогда мы добавьте конденсаторы, это чаще всего.Если у нас есть опережающий коэффициент мощности, вызванный высокими емкостными нагрузками, мы добавляем в схему индуктивную нагрузку. Их необходимо рассчитать, и в конце статьи мы увидим несколько примеров расчетов.

Зачем устранять плохой коэффициент мощности?

Зачем исправлять плохой коэффициент мощности

Низкий коэффициент мощности означает, что вам необходимо потреблять больше энергии из электрических сетей для выполнения той же работы, а кабели должны быть большего размера, чтобы они стоили дороже. Если коэффициент мощности становится слишком низким, поставщик электроэнергии может взимать с вас штраф или плату за реактивную мощность.Низкий коэффициент мощности может вызвать потери в оборудовании, таком как трансформаторы, и привести к большому притоку тепла. Это может привести к падению напряжения и даже сократить срок службы оборудования в экстремальных ситуациях.

Расчет конденсатора для коррекции коэффициента мощности

Давайте рассмотрим упрощенный пример расчета размера конденсатора для улучшения коэффициента мощности нагрузки. В здании 3-фазный источник питания, общая рабочая нагрузка 50 кВт и коэффициент мощности 0,78, но мы хотим, чтобы он был равен 0.2 в квадрате, что дает нам 14,6 кВАр.

Конденсатор, следовательно, должен компенсировать разницу между этими двумя, так что 40,1 кВАр минус 14,6 кВАр, что равняется конденсатору 25,5 кВАр. Это упрощенный пример, уточняйте у поставщика.