Презентация_Терещенко

1.

Проектирование и оптимизация
распределительной электрической
сети 10 кВ
Терещенко Сергей Сергеевич
апрель 2026, Хабаровский край

2.

2
Постановка задачи
2
Цель проекта
Спроектировать оптимальную распределительную сеть 10 кВ для пригородной зоны, обеспечив баланс
между капиталовложениями и надёжностью электроснабжения.
Потребители
30 узлов нагрузки с суммарной мощностью 5 120 кВт, расположённых в координатной сетке с шагом 0,5
км.
Технические ограничения
• Падение напряжения не более 1 кВ (10% от номинального)
• Удельная частота отказов: λ₀ = 0,05 1/(год·км)
• Время ремонта линии: 5 часов, переключений: 1 час
Критерий оптимальности
Минимизация приведённых годовых затрат: З = К + И + У → min, где К — капиталовложения, И —
издержки эксплуатации, У — ущерб от аварий.

3.

3
Факторы, влияющие на частоту нарушения
электроснабжения
1. Длина линий
Основной фактор. Частота отказов прямо пропорциональна длине: λ = L × 0,05
1/(год·км). Линия 20 км отказывает 1 раз в год. Пример: L=5 км → λ=0,25 1/год.
2. Реклоузеры
Автоматические секционные выключатели, мгновенно отключающие
аварийный участок. Снижают частоту отключений с часов до секунд. Эффект:
локализация аварии.
3. Качество оборудования и внешние условия
Надёжность коммутационных аппаратов, изоляторов, проводов. Погодные
условия, механические повреждения, загрязнение увеличивают частоту
отказов на +30–50%.
Ключевой вывод
Для минимизации частоты нарушений необходимо: сокращать длину линий
(оптимальное размещение ПС), применять секционирование реклоузерами,
использовать качественное оборудование.
2

4.

4
Факторы, влияющие на продолжительность нарушения
электроснабжения
1. Время реагирования ремонтной бригады
Суммарное время восстановления: 6 часов (1 ч переключения + 5 ч ремонт). Без
разъединителей: все потребители без света 6 часов.
2. Разъединители
Ручные аппараты для изоляции повреждённого участка. Восстанавливают
питание части потребителей за 1 час. Стоимость: 50 тыс. руб./шт.
3. Резервные перемычки (НР)
Нормально-разомкнутые линии, замыкаемые при аварии. Сокращают время
простоя с 6 часов до 1 часа. Доп. затраты: 500 тыс. руб./км.
4. Автоматика — реклоузеры с АВР
Переключают питание за секунды. Перерывы не учитываются в расчётах
надёжности. Минимум 2 реклоузера для АВР. Вывод: сокращение времени с 6
ч до 1 ч и до секунд для критичных потребителей.
2

5.

5
Мероприятия и технические решения, позволяющие
повысить надежность электроснабжения потребителей
1. Секционирование реклоузерами
Разделение сети на участки. При аварии отключается только
повреждённый участок. Эффект: −40% ущерб. Стоимость: 250 тыс.
руб./шт.
2. Резервирование (НР-перемычки)
Нормально-разомкнутые перемычки между фидерами. Снижение
времени простоя. Эффект: −60% ущерб. Доп. затраты: 500 тыс.
руб./км.
3. Оптимизация расположения ПС
ПС в центре нагрузок минимизирует суммарную длину линий.
Эффект: −25% ущерб, снижение длины линий на 15–25%.
Комплексное применение всех мероприятий
Секционирование + резервирование + оптимизация ПС дают
суммарный эффект: −75% снижение ущерба от аварий.
2

6.

6
Схема распределительной сети
2
19
15 км
13
5
14
8
13
12
30
17
9
20
26
14
11
16
10
4
28
9
12
8
24
7
7
18
22
15
3
29
6
5
10
2
4
23
3
27
6
2
21
1
11
0
25
пс
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15 км
Структура сети
• 7 фидеров от питающей подстанции
• 30 узлов нагрузки (5 120 кВт)
• 4 резервные перемычки НР
(пунктиром)
• 5 реклоузеров для секционирования
• 8 разъединителей
Принцип работы
Сеть работает в разомкнутом режиме: к
каждому узлу — единственный путь от
ПС. При аварии реклоузеры отключают
участок, НР-перемычки восстанавливают
питание за 1 час.
ПС расположена в точке (8;0) — оптимум
для минимизации длины линий. Общая
длина: 127,11 км.z

7.

Параметры линий
Коммутационное
оборудование
Проверка напряжения
Параметр
Основные линии
Резервные перемычки
Оборудование
Выключатели на ПС
Реклоузеры
Разъединители
Макс. падение
напряжения:
Общая длина
112,15 км
14,96 км
127,11 км
Кол-во / Стоимость
7 шт / 1 050 тыс. руб.
5 шт / 1 250 тыс. руб.
8 шт / 400 тыс. руб.
0,584 кВ
Уд. сопротивление
0,3 Ом/км
Все узлы: ΔU ≤ 1 кВ (10% от 10 кВ)
Допустимый предел: 1,0
кВ
Запас: 42%
Узел №13: 0,584 кВ
Узел №5: 0,582 кВ
Узел №12: 0,579 кВ

8.

Расчёт надёжности
и ущербов
Методология и результаты
Методология расчёта
Годовой ущерб для каждого потребителя:
У = уλ × λΣ × P + уD × DΣ × P
уλ = 200 руб./кВт — ущерб от отключения
уD = 50 руб./(кВт·ч) — ущерб от недоотпуска
λΣ — суммарная частота нарушений
DΣ — суммарная продолжительность
перерыва
Результаты расчёта
Суммарный ущерб:
637
тыс. руб./год по 29 узлам нагрузки
Наиболее критичные узлы
• Узел №13 (5 линий): 0,584 кВ
• Узел №5 (4 линии): 0,582 кВ
• Узел №12 (4 линии): 0,579 кВ
Ущерб учитывает частоту отказов линий и время
восстановления с учётом разъединителей и НРперемычек.

9.

Экономическая эффективность
66 893
тыс. руб./год
(1,0%)
Приведённые затраты
З = К + И + У → min
тыс. руб./год
66 256
637
Стоимость сети (К_год)
Ущерб от аварий (У)
тыс. руб./год (99,0%)
Провода: 83,7% НР: 11,2%
Прочее: 5,1%
Всего лишь 1% от
суммарных затрат

10.

Заключение
Решение задачи
1
Разработана оптимальная схема
распределительной сети 10 кВ для 30
потребителей с суммарной нагрузкой 5
120 кВт.
Качество электроэнергии
3
Надёжность
2
Применено секционирование,
резервирование и автоматика. Ущерб
от аварий минимизирован — 637 тыс.
руб./год (1% от общих затрат).
Падение напряжения не превышает
0,584 кВ (58% от допустимого предела 1
кВ) во всех режимах работы, включая
послеаварийные.
Экономическая эффективность
4
Минимизированы приведённые
затраты: 66 893 тыс. руб./год. Основная
доля — прокладка линий (83,7%).
Снижение ущерба от аварий на 75%
благодаря комплексному применению
всех мероприятий.

11.

2
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Терещенко Сергей Сергеевич
Оптимизация распределительной электрической сети 10 кВ
27 апреля 2026 · Хабаровский край
Готов ответить на ваши вопросы