Схема электроснабжения городского поселения Туманный Кольского района Мурманской области на 2013-2017 гг и на период до 2024 года

- на западе с территориями городского округа «Закрытое административно-

территориальное образование город Североморскª, а также с городским поселением

Кильдинстрой Кольского муниципального района (рисунок 1).

Рисунок 1- Расположение городского поселения Туманный на карте

Мурманской области

Хотя городское поселение Туманный расположено в относительной близости от

побережья Баренцева моря, оно не имеет к нему выхода. Кроме того,

рассматриваемое муниципальное образование не имеет оборонных функций,

характерных для большинства приморских и приграничных территорий Мурманской

области.

Возникновение и строительство пгт. Туманный в конце 1960-х годов, связано со

строительством каскада Серебрянских гидроэлектростанций на реке Воронья.

Необходимо отметить, что из всех освоенных энергетиками рек Мурманской области,

именно река Воронья являлась самой труднодоступной.

7

Сами гидроэлектростанции на реке Воронья, по одному из первоначальных

вариантов проекта, должны были также эксплуатироваться вахтовым методом, но

уровень развития коммуникационных технологий тех лет не позволял на тот момент

организовать работу на должном уровне, и от вахтового метода было решено

отказаться. Таким образом, параллельно со строительством гидроэлектростанций

производилась застройка будущего поселка Туманный, который предназначался для

проживания обслуживающего персонала ГЭС.

Каскад гидроэлектростанций на реке Воронья состоит из двух отдельных

станций: Верхне-Серебрянская ГЭС (Серебрянская ГЭС-1) и Нижне-Серебрянская

ГЭС (Серебрянская ГЭС-2) (рисунок 2). Начало работ по строительству ГЭС-1 - 1963

год, ГЭС-2 - 1968. В эксплуатацию станции были введены в 1970-72 годах.

Рисунок 2- Расположение гидроэлектростанций на реке Воронья

8

холмисто-грядовыми структурно-денудационными равнинами

(центральная и

западная части территории). Абсолютные отметки поверхности колеблются от 120-

130 м (поймы рек) до 370-380 м (возвышенности гряд и холмов).

В пределах рассматриваемой территории развиты следующие неблагоприятные

природные процессы:

- сейсмичность - по картам ОСР-97 территория Мурманской области и СП

14.13330.2011

«Строительство в сейсмических районах) классифицируется

следующим образом:

9 карта А (для гражданского строительства) - сейсмичность 5 баллов;

9 карта В и С (для ответственных и особо ответственных объектов) -

соответственно 6 и 7 баллов;

- в зону катастрофического затопления при возможном прорыве плотин

Серебрянских ГЭС попадает часть автодороги

«автоподъезд к с. Териберкаª;

территория пгт. Туманный - вне зоны катастрофического затопления;

- заболачивание и заторфовывание

- практически на всей территории,

мощность торфа - от 0,5 до 1м, болота преимущественно низинного типа,

- затопление пойм рек паводковыми водами редкой повторяемости;

- морозное пучение грунтов - для четвертичных отложений.

Общие сведения о климатических условиях представлены в таблице 1.

Таблица1 - Климатические характеристики территории

Единица

Наименование характеристик

Величина

измерения

Температурный режим:

Средняя годовая температура воздуха

°С

0,2

Средняя температура февраля

°С

-10,8

Средняя температура июля

°С

12,5

Абсолютный минимум

°С

-39

Абсолютный максимум

°С

33

Продолжительность отопительного периода

сутки

275

Средняя температура отопительного периода

°С

-3,3

Относительная влажность (среднегодовая)

%

85

Среднегодовая сумма осадков

мм

488

Число дней со снежным покровом

дни

200

Средняя высота снежного покрова

см

6-80

Глубина промерзания почвы, средняя

см

140-160

Ветровой режим:

Среднегодовая скорость ветра

м/сек

3-4

Преобладающие направления ветра

румбы

юго-западные

11

Согласно последним данным, полученным в результате переписи населения,

численность постоянного населения городского поселения Туманный составляет на 1

января 2013 года - 651 человек, из них около 63 % граждан трудоспособного возраста,

21 % старше трудоспособного возраста, 16 % младше трудоспособного возраста.

Анализ динамики численности населения показал, что за одиннадцатилетний

период (2002-2013 гг.) оно уменьшилось на 53,5 % (рисунок 3).

1400

1350

1400

1221

1208

1140

1200

1052

996

936

1000

800

600

400

200

0

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Рисунок 3- Динамика изменения численности населения

По численности населения, среди всех городских образований Мурманской

области (городских округов и городских поселений), городское поселение Туманный

находится на последнем месте по численности населения. Всего, население посёлка

составляет чуть более

0,1% от всего населения региона и чуть более

1,5% от

населения Кольского муниципального района.

При этом, как видно из приведённого графика

(рисунок

3), наблюдается

устойчивая тенденция снижения численности населения в последние годы.

Преобладала данная тенденция и ранее - так максимальная численность населения

пгт. Туманный наблюдалась здесь в 1980-х годах - порядка 2,0-2,5 тыс.чел.

Основной причиной снижения численности населения является значительный

миграционный отток

До начала

1990-х годов в посёлке Туманный проживали строители

гидроэлектростанций, обслуживающий персонал действующих ГЭС, а также

военные. С момента завершения строительства Териберской группы ГЭС

Серебрянского каскада, гидростроители постепенно уезжают из посёлка, что привело

к снижению здесь численности населения. Позднее из района населённого пункта

12

Таким образом, при сохранении этих темпов, уже к 2023 году в городском

поселении Туманный Кольского района не останется постоянного населения.

На следующей диаграмме (рисунок 4) наглядно представлена существующая

тенденция снижения численности населения и её возможные последствия на

протяжении расчётного срока.

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

Рисунок 4- Динамика изменения численности населения в период 2002-2024 гг

Реализация оптимистического сценария развития городского поселения

Туманный предусматривает коренное изменение существующих депрессивных

тенденций и сохранении существующей численности постоянного населения в

муниципальном образовании.

Основным условием выполнения альтернативного сценария развития является

восстановление градообразующей роли Серебрянского каскада гидроэлектростанций

на реке Воронья. В отличие от объектов Министерства обороны, которые прекратили

свою деятельность на территории городского поселения, гидроэлектростанции

продолжают функционировать. Более того, компанией-владельцем ГЭС (ОАО «ТГК-

1ª) в ближайшие годы предусматривается реконструкция всего Серебрянского

каскада, включающего в себя две гидроэлектростанции на реке Воронья и две

гидроэлектростанции на реке Териберка.

В

«Комплексном инвестиционном плане монопрофильного городского

поселения Туманный Кольского района Мурманской областиª, предлагаются к

реализации следующие инвестиционные проекты:

14

Общая площадь жилищного фонда выведенного из эксплуатации - 17,827 тыс.м²

Поселок городского типа Туманный, вследствие сугубо отраслевого характера

возникновения посёлка, застраивался исключительно централизованным способом.

Поэтому на территории муниципального образования отсутствует частный

жилищный фонд, а все существующие дома, находящиеся в эксплуатации, являются

муниципальными.

Всего в посёлке на сегодняшний день из

9 жилых домов в эксплуатации

остаются 5 типовых кирпичных пятиэтажных домов (дома по улице Энергетиков

№№ 4 ,5, 7, 8 и 9).

Рисунок 5 - Размещение жилых домов в пгт. Туманный

Уровень обеспеченности жильём, в целом г.п. Туманный Кольского района

составляет в

25,5 м²/чел., что выше среднего российского уровня (21,1 м²/чел), а

также превышает уровень жилищной обеспеченности в большинстве крупных

населённых пунктов Кольского муниципального района Мурманской области.

Одной из отличительных особенностей жилищного фонда городского поселения

Туманный является отсутствие здесь ветхого и аварийного жилья. Все имеющиеся

жилые дома в посёлке были построены в период с 1968 по 1971 год. Уровень

технического износа домов, находящихся в эксплуатация - 34-35%.

17

Рисунок 6- Размещение жилых, производственных и социальных объектов в п. Туманный

1-Администрация ГП Туманный; 2- Городской Совет Депутатов; 3- унитарное муниципальное жилищно-коммунальное предприятие; 4- Управление ГЭС; 5- отделение связи;

6- городская больница; 7- стационар; 8- средняя школа; 9- детский сад; 10- библиотека; 11- культурно-досуговый и торговый центр; 12- бар-кафе; 13- предприятие торговли;

14- молочная кухня; 15- спортивная площадка; 16- детская площадка; 17- баня; 18- магазин-пекарня; 19-автостанция; 20-досуговый центр; 21- электроподстанция; 22-

котельная; 23- метеостанция; 24- пожарное депо; 25- водонапорная башня; 26 - овощехранилище; 27- гаражи; 28- склад; 29- склад ГСМ; 30- база дорожно-ремонтного пункта;

31- ремонтно-производственная база; 32- АЗС.

19

1.2

Описание источников электрической энергии

На территории городского поселения Туманный источниками, производящими

электроэнергию являются две гидроэлектростанции, входящие в состав

Серебрянского каскада ГЭС филиала «Кольскийª ОАО «ТГК-1ª (Серебрянская ГЭС-

XV и Серебрянская ГЭС-XVI на реке Воронья).

Серебрянский гидроузел-1 (ГЭС-15) (1964-1967гг)

Состав сооружений гидроузла: каменно-земляная

плотина длиной 1820 м, земляные плотины №1 длиной

441 м, №2 длиной 228 м, №3 - 136 м, №4 - 351 м,

водосброс, труба в теле земляной плотины, подводящий

канал длиной

1625 м, водоприемник, металлические

трубопроводы длиной по 267,1 м, здание ГЭС длиной 61

м, отводящий канал длиной 100 м, ОРУ 330, 154 и 35 кВ.

Длина водохранилища 157 км, ширина до 20 м,

глубина до 73 м.

Характеристики гидроузла приведены в таблице 2.

Таблица2 - Характеристики гидроузла-1 (ГЭС-15)

Параметр

Значение

Площадь водосбора

8 370 км²

Среднемноголетний сток

3,15 км³/с

Площадь водохранилища при НПУ 154 м

237 км²

Полная и полезная емкость водохранилища

2,86 и 1,57 км³

Площадь затопленных сельхозугодий

220 га

Расчетный максимальный сбросной расход через

2 600 м³/с

сооружения (0,1%)

Длина напорного фронта

2,5 км

Максимальный статический напор

80,7 м

Водосбросная плотина длиной 27 м имеет два пролета шириной по 10 м и

рассчитана на пропуск 675 м3/с воды. Удельный расход на рисберме 30,7 м3/с.

21

Водохранилище Серебрянской ГЭС-15, созданное напором реки Вороньей и

озера Ловозера, обеспечивает годичное регулирование стока каскада.

Водохранилище по морфологическим и гидрологическим особенностям

разделяется на два участка. В верхней, южной его части затопление ограничивается

поймой, и сохраняются черты, присущие речному режиму. Северная, приплотинная,

часть водохранилища представляет собой озеровидный плес. Увеличение глубины

идет от верховьев к приплотинной части.

Вертикальное распределение температуры воды в летний период неоднородно

по акватории водохранилища. В северной, наиболее глубокой части наблюдается

устойчивая термическая стратификация, с термоклином на глубине

20-25 м. В

средней части водохранилища слой температурного скачка часто разрушается

ветровым волнением. В верховьях при глубинах меньше

10 м водные массы

прогреваются равномерно, что способствует активизации биопродукционнных

процессов.

Водохранилище Серебрянское ГЭС-1 является водоемом замедленного стока,

что во многом определяет его гидрохимический режим. В зимний период в застойной

приплотинной зоне у дна содержание кислорода снижается до 0, отмечается наличие

сероводорода. Летом, в период температурной стратификации, здесь сохраняется

низкое содержание кислорода (43% насыщения), что ограничивает продукционные

возможности района. Содержание кислорода в поверхностном слое всегда близко к

насыщению по всей акватории.

Установленная мощность ГЭС

-

204,9 МВт, среднемноголетняя выработка

электроэнергии - 550 млн кВтч.

Характеристики установленного оборудования приведены в таблице 3.

Таблица3 - Характеристики оборудования ГЭС-15

Количество гидроагрегатов

3

Установленная мощность при расчетном напоре 75 м

68,3х3 = 204,9 тыс. кВт

Обеспеченная мощность

54,7 тыс. кВт

Среднегодовая выработка

550 млн. кВт.ч

Вид регулирования

многолетний

Электромеханическое

Мощность

Примечание

оборудование

Турбины Тип ПЛ 80/42у-В-

69,2 тыс. кВт

Расход 101 м3/с

360

Генераторы Тип СВ 640/170-

67 тыс. кВт

Напряжение 13,8 кВ

24

Трансформаторы тип АТДЦТ

250 и 125 тыс. кВА

22

Первоначально на ГЭС стояли гидроагрегаты мощностью по 67 МВт (мощность

ГЭС 201 МВт), замененные в начале 2000-х гг.

Напряжение обмоток 13,8/347 13,8/42/165 кВ.

Количество трансформаторов - 2.

Количество и напряжение ЛЭП 1х330, 2х154, 2х35 кВ.

Ввод гидроагрегатов: 1, 2 и 3 в 1970 г.

Машинный зал длиной 48 м и шириной 17 м, длина монтажной площадки 12 м.

Расстояние между осями гидроагрегатов 14 м.

Водоприемник имеет два отверстия размером 5,5х6 м каждое, от которых по 3-м

металлическим трубопроводам длиной по 267,1 м и диаметром 5,6-5,2 вода подается к

турбинам ГЭС.

Серебрянский гидроузел-2 (ГЭС-16) (1967-1972гг)

Состав сооружений: каменно-земляная плотина, водосброс, строительная труба в

теле земляной плотины, водоприемник, металлические трубопроводы, здание ГЭС

длиной 60 м, отводящий канал длиной 543 м, ОРУ 154 кВ.

Длина водохранилища 19 км, ширина до 1,5 км, глубина до 62 м.

Характеристики гидроузла приведены в таблице 4.

23

Таблица4 - Характеристики гидроузла-2 (ГЭС-16)

Параметр

Значение

Площадь водосбора

9340 км²

Среднемноголетний сток

3,62 км³/с

Площадь водохранилища при НПУ 154 м

26 км²

Полная и полезная емкость водохранилища

428 и 5 млн м³

Площадь затопленных сельхозугодий

10 га

Расчетный максимальный сбросной расход через

2 400 м³/с

сооружения (0,1%)

Длина напорного фронта

1,8 км

Максимальный статический напор

64 м

Водосбросная плотина длиной 48 м имеет

четыре пролета шириной по 10 м и рассчитана на

пропуск

1140 м3/с воды. Удельный расход на

рисберме 25 м3/с.

Серебрянская ГЭС-2 является нижней

ступенью

Каскада

Серебрянских

ГЭС,

административно объединяющего также Нижне-

Териберскую,

Верхне-Териберскую

и

Серебрянскую ГЭС-1.

Роль Серебрянской ГЭС-2 - регулирующая.

Совместно с ГЭС-1 она участвует в покрытии

пиковых нагрузок в энергосистеме, когда в сеть

включается наибольшее число потребителей.

Установленная

мощность

-

156

МВт, среднемноголетняя

выработка

электроэнергии - 519 млн кВтч.

Характеристики установленного оборудования приведены в таблице 5.

Таблица5 - Характеристики оборудования ГЭС-16

Количество гидроагрегатов

3

Установленная мощность при расчетном напоре 62,5 м

50х3 = 150 тыс. кВт

Обеспеченная мощность

44,8 тыс. кВт

Среднегодовая выработка

519 млн. кВт.ч

Вид регулирования

сезонный

Электромеханическое

Мощность

Примечание

оборудование

Турбины Тип ПЛ 80/42у-В-

65 тыс. кВт

Расход 92 м3/с

360

Генераторы Тип СВ 640/170-

50 тыс. кВт

Напряжение 13,8 кВ

24

Трансформаторы тип ТДЦГ

125 тыс. кВА

24

- отпайка ВЛ-35 кВ «ПС 53 - ПС 373ª на ПС 365 (дисп.№№ м-1, м-2);

электросетевым комплексом местного значения:

- ВЛ-35 кВ «ГЭС- XV - ПС 385ª (дисп.№№ м-90, м-91);

- ПС «385ª

- воздушные и воздушно-кабельные линии напряжением 10;

- ТП напряжением 10/0,4 кВ.

Краткая характеристика высоковольтных линий, центров питания и элементов

высоковольтного электросетевого комплекса приведены ниже в таблицах 6-8.

Таблица6 - Краткая характеристика центров питания сети 10 кВ городского

поселения Туманный

Показатель

ПС №385

ПС №393

Номинальные напряжения, кВ

35/10

35/10

Т1: ТДНС-10 000

Т1: ТДНС-10 000

Количество и тип

Т2: ТДНС-10 000

Т2: ТДНС-10 000

Максимальная фактическая нагрузка по

5,591

2,150

результатам замеров, МВА

Мощность по действующим договорам, МВА

0

0

Год ввода в эксплуатацию / капитального

Т1: 1966 / 1988

Т1: 1983

ремонта

Т2: 1966 / 1988

Т2: 1984

Техническое состояние

удовлетворительное

удовлетворительное

Таблица7 - Краткая характеристика ТП 10 кВ, расположенных на территории

п.г.т. Туманный МО «Городское поселение Туманныйª

Год ввода в

Мощность

Дисп.

Количество и тип

эксплуатацию /

Фактическая

трансформатора,

№ ТП

трансформаторов

капитальной

нагрузка, %

кВА

реконструкции

Т1: ТМ-10/0,4

315

1966 / -

ТП-1

н.д.

Т2: ТМ-10/0,4

315

1966 / -

ТП-2

Т1: ТМ-10/0,4

315

1990 / -

н.д.

Т1: ТМ-10/0,4

315

1990 / -

ТП-3

н.д.

Т2: ТМ-10/0,4

315

1990 / -

Т1: ТМ-10/0,4

630

1991 / -

ТП-4А

н.д.

Т2: ТМ-10/0,4

630

1991 / -

Т1: ТМ-10/0,4

ТП-4

315

1991

н.д.

(в резерве)

Т1: ТМ-10/0,4

250

1967 / -

ТП-5

н.д.

Т2: ТР-713-250

250

1967 / -

ТП-6

Т1: ТН-10/0,4

250

1978 / -

н.д.

На диаграмме рисунка

7 представлено распределение трансформаторов по

мощности. 44 % суммарной мощности трансформаторов приходится на оборудование

ТП-1, ТП-2, ТП-3.

35 % суммарной мощности трансформаторов приходится на

26

оборудование ТП-4А. 21 % установленной мощности оборудования приходится на

ТП-5 и ТП-6.

250 кВА

21%

315 кВА

44%

630 кВА

35%

Рисунок 7 - Распределение оборудования ТП по мощности

Распределение мощности трансформаторов в зависимости от года ввода в

эксплуатацию показано на рисунке

8.

34

% трансформаторов имеют срок

эксплуатации более 47 лет, 35 % трансформаторов отслужили 36 лет, относительно

новыми могут считаться 58 % трансформаторов, отслуживших 24 года.

1966-1967 гг

34%

1990-1991 гг

58%

1978 г

8%

Рисунок 8 - Распределение мощности оборудования ТП по году ввода в

эксплуатацию

27

Таблица8 - Краткая характеристика высоковольтных линий, проходящих по

территории МО «Городское поселение Туманныйª

Год ввода в

№

Номер

Тип/марка

Тип

эксплуатацию,

Резерв

Соединение

п/п

линии

провода

опор

реконструкции

мощности

линии

330 кВ

1.

ГЭС-XV - ПС 200

л 401

2 АС-400

н/д

н/д

н/д

154 кВ

металл

2.

ГЭС-XVIII - ПС 6

л 226

АС-300

1988 / -

н/д

металл

3.

ГЭС-XVI - ПС-51

л 177

АСКУ-185

1973 / -

н/д

ГЭС-XVI - ГЭС

металл

4.

л 178

АСКУ-120

1976 / -

н/д

XVIII

л 175,

металл

5.

ГЭС-XVI - ГЭС XV

АСО-240

1972 / -

н/д

л 176

35 кВ

м 54,

6.

ГЭС-XVI - ПС 325

н/д

н/д

н/д

н/д

м 55

ПС 53 - ПС 373,

м 1,

7.

н/д

н/д

н/д

н/д

отпайка на ПС 365

м 2

м 90,

8.

ГЭС-XV - ПС 385

н/д

н/д

н/д

н/д

м 91

Высоковольтные линии электропередач эксплуатируются уже более 40 лет.

Безопасный срок эксплуатации высоковольтных линий электропередачи

действующими нормативными документами не установлен.

При эксплуатации воздушных линий электропередачи должны производиться

техническое обслуживание и ремонт, направленные на обеспечение их надежной

работы.

В соответствии с требованиями п. 1.5.2 Правил технической эксплуатации

электрических станций и сетей Российской Федерации оборудование, здания и

сооружения, входящие в состав энергообъекта, должны подвергаться периодическому

техническому освидетельствованию. Задачами технического освидетельствования

являются оценка состояния, а также определение мер, необходимых для обеспечения

установленного ресурса энергоустановки.

При проведении каждого технического освидетельствования в зависимости от

состояния

оборудования

намечается

срок

проведения

последующего

освидетельствования.

Схема электроснабжения центров питания (ПС «393ª и ПС «385ª) по двум

одноцепным высоковольтным линиям 35 кВ соответствует принципу обеспечения

надёжности электроснабжения.

28

Рисунок 10- Размещение высоковольтных линий по территории городского поселения Туманный

31

1.6

Значения потребления электроэнергии в расчетных элементах

территориального деления городского поселения Туманный

Расчетные расходы электроэнергии потребителей в зонах действия

трансформаторных подстанций городского поселения Туманный и сводные данные

по потребителям представлены в таблицах 9 и 10.

Максимальная электрическая нагрузка в пгт. Туманный составляет 5,59 МВт.

Суммарное потребление электроэнергии 17,5 млн кВт ч в год.

Таблица9 - Фактические электрические нагрузки по трансформаторным

подстанциям пгт Туманный

Максимальная

Кол-во и мощность

присоединенная

Наименование ТП

Класс напряжения

трансформаторов, кВА

электрическая

нагрузка, МВт

ТП-1

10/0,4

2х315

0,30760

ТП-2

10/0,4

1х315;1х400

0,29295

ТП-3

10/0,4

2х315

0,30760

ТП-4А

10/0,4

2х630

0,61520

ТП-5

10/0,4

2х250

0,24413

КТП-6

10/0,4

1х250

0,23250

КТП-6

ТП-1

12%

15%

ТП-5

12%

ТП-2

15%

ТП-3

ТП-4А

15%

31%

Рисунок 11- Распределение максимальной присоединенной электрической

нагрузки по трансформаторным подстанциям

Наибольшая присоединенная нагрузка потребителей приходится на ТП-4А (31

%), на ТП-1,2,3 приходится по 15 % общей присоединенной электрической нагрузки

потребителей, на КТП-6 и ТП-5 приходится 12 % присоединенной электрической

нагрузки.

37

Таблица10 - Фактические электрические нагрузки потребителей

2012 год

Максимальная

Годовое

Потребитель

электрическая

потребление,

нагрузка,

млн кВт ч/год

МВт

жилищно-коммунальный сектор

0,736

6,28

мелкопромышленные предприятия

13,089

суммарно с учётом коэффициентов совмещения максимумов

5,59

17,5

нагрузок К=0,89

жилищно-

коммунальный

сектор

5%

мелкопромыш

ленные

предприятия

95%

Рисунок 12- Распределение максимальной присоединенной электрической

нагрузки по трансформаторным подстанциям

Основным потребителем электрической энергии на территории городского

поселения являются промышленные и приравненные к ним потребители (95 %)

(рисунок 12), 5 % годового потребления электроэнергии приходится на жилищно-

коммунальный сектор.

1.7

Анализ существующих нормативов потребления электрической

энергии для населения городского поселения Туманный

Нормативы потребления электроэнергии при отсутствии приборов учета для

населения Мурманской области утверждены Постановлением Министерства

энергетики и жилищно-коммунального хозяйства Мурманской области

№6 от

31.08.2012г.

«Об утверждении нормативов потребления коммунальных услугª

(таблица 11).

38

Таблица11 - Нормативы потребления электроэнергии населением и на

общедомовые нужды (кВт.ч/чел. в месяц)

Кол-во комнат

1

2

3

4 и более

Кол-во

чел.

Газ

Эл. плита

Газ

Эл. плита

Газ

Эл. плита

Газ

Эл. плита

1

92,0

142

118,7

167,6

134,3

183,2

145,4

194,5

2

57,0

88,0

73,5

103,9

83,2

113,6

90,1

120,6

3

44,2

68,2

57,0

80,4

64,5

87,9

69,8

93,4

4

35,9

55,4

46,3

65,3

52,4

71,5

56,7

75,9

5 и

31,3

48,3

40,4

56,9

45,7

62,3

49,4

66,1

более

Нормативы потребления электроэнергии на общедомовые нужды

Категория

кВт * ч/м2 в месяц

1

Без лифтового оборудования

1,9

При наличии лифтового

2

3,29

оборудования

Фактическое потребление электроэнергии в пгт Туманный на 1 чел в месяц

составляет 74,7 кВт ч, что не превышает установленных нормативов потребления для

населения Мурманской области.

1.8

Сведения о наличии приборного учета электрической энергии,

отпущенной потребителям, и анализ планов по установке приборов учета

электроэнергии

Руководствуясь пунктом 5 статьи 13 Федерального закона от 23.11.2009 г. №261-

ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о

внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерацииª

собственники жилых домов, собственники помещений в многоквартирных домах,

введенных в эксплуатацию на день вступления Закона № 261-ФЗ в силу, обязаны в

срок до 1 января 2012 года обеспечить оснащение таких домов приборами учета

используемых воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, а

также ввод установленных приборов учета в эксплуатацию.

При этом многоквартирные дома в указанный срок должны быть оснащены

коллективными

(общедомовыми) приборами учета используемых коммунальных

ресурсов, а также индивидуальными и общими

(для коммунальной квартиры)

приборами учета.

39

В настоящее время, приборами учета электрической энергии оборудованы 100 %

потребителей.

Стоит также отметить, что установленные у большинства потребителей приборы

учета, не соответствуют современным требованиям, прежде всего, по классу

точности. Большинство старых счётчиков не обеспечивают необходимую точность

учёта и не рассчитано на современный уровень электропотребления. Если прибор

учёта установлен, но имеет класс точности

2,5, то он, в соответствии с

законодательством, ремонту и госповерке не подлежит и должен быть заменен на

прибор учёта с классом точности

2,0 и выше до окончания межповерочного

интервала, либо в случае поломки явного отказа.

Глава 2 Балансы производства и потребления электроэнергии в

существующих зонах действия головных объектов

В таблице

12 приведены обработанные данные по трансформаторной

подстанции ПС «385ª ТП 35/10 кВ.

Таблица12 - Баланс электрической мощности городского поселения Туманный

Максимальная нагрузка, МВт

5,59

Покрытие нагрузки, МВт

10,25

Резерв (+)/Дефицит (-) мощности, МВт

4,66

Пропускная способность ВЛ 35 кВ, МВт

20

Ограничение потребителей при выходе из строя

0

двух питающих высоковольтных линий

В таблице 13 приведены данные по балансу мощности распределительных

трансформаторным подстанции ТП 10/0,4 кВ.

Таблица13 - Баланс электрической мощности распределительных подстанций

10/0,4 кВ городского поселения Туманный

Кол-во и

Покрытие

Максимальная

Резерв

Наименование

мощность

электрической

присоединенная

(+)/Дефицит (-)

ТП

трансформаторов,

мощности, МВт

электрическая

мощности, МВт

кВА

нагрузка, МВт

ТП-1

2х315

0,6152

0,30760

0,30760

ТП-2

1х315;1х400

0,5859

0,29295

0,29295

ТП-3

2х315

0,6152

0,30760

0,30760

ТП-4А

2х630

1,2304

0,61520

0,61520

ТП-5

2х250

0,48826

0,24413

0,24413

КТП-6

1х250

0,465

0,23250

0,21750

40

Схема электроснабжения центров питания (ПС «385ª) по двум одноцепным

высоковольтным линиям 35 кВ соответствует принципу обеспечения надёжности

электроснабжения.

На центрах питания распределительной сети городского поселения установлено

по два трансформатора суммарная загрузка которых обеспечивает необходимое

взаиморезервирование, что соответствует принципу надёжности электроснабжения

«n-1ª.

Центр питания распределительной сети пгт.Туманный, ПС 35/10 кВ «385ª,

имеет значительный резерв мощности для подключения новых потребителей.

Баланс электроснабжения городского поселения Туманный за

2012 г

представлен в таблице 14.

Таблица14 - Баланс электрической энергии по городскому поселению Туманный

Баланс электрической энергии по сетям ВН, СНI, СНII и НН, млн. кВ*ч

№

Показатели

Период регулирования 2012 год

п/п

всего

ВН

CHI

СНII

НН

1

Поступление электроэнергии в сеть, всего

23,1

20,8

20,2

19,4

1.1

из смежной сети, всего

в том числе из сети

ВН

СНI

СНII

1.2

От электростанций

23,1

1.3

От других поставщиков

-

Поступление электроэнергии от других

1.4

-

организаций

2

Потери электроэнергии в сети

2,3

0,6

0,78

1,925

то же в % (п. 1.1/п. 1.3)

11

3

4

11

Расход электроэнергии на

3

производственные и хозяйственные нужды

4

Полезный отпуск из сети

20,8

20,2

19,4

17,5

41

Все расселённые к настоящему времени жилые дома предусматриваются к

сносу, а их территория к рекультивации.

Площадь жилой застройки при реализации оптимистического сценария развития

городского поселения Туманный Кольского района сохраняется к расчётному сроку

на существующем уровне - 4 га.

Прогнозируемая динамика показателей по жилищному фонду городского

поселения Туманный Кольского района представлена в таблице 15.

Таблица15 - Прогнозируемая динамика показателей по жилищному фонду в пгт

Туманный

Объём

Снос жилых домов,

Численность

Жилищная

жилищного

выведенных из

Период

населения

обеспеченность

фонда

эксплуатации

чел.

кв.м.

кв.м./чел.

ед.

Исходный год

817

20863,7

25,5

-

1-ая очередь

680

20863,7

30,7

4

Расчётный срок

700

20863,7

29,8

-

Анализ существующих тенденций выявил, что потребность в учреждениях

социального и культурно-бытового назначения в городском поселении Туманный

Кольского района на протяжении расчётного срока будет складываться в зависимости

от того варианта развития поселения, который будет реализован.

При реализации альтернативного сценария необходимо сохранить все

имеющиеся в посёлке городского типа учреждения социального и культурно-

бытового обслуживания.

Кроме того, одна из основных проблем культурно-бытового обслуживания - это

качество предоставляемых услуг. При высоких количественных показателях

обеспеченности, необходимо улучшать техническое оснащение объектов образования

и здравоохранения, спортивных объектов и объектов культуры, привлекать

квалифицированный персонал необходимых специальностей, расширять спектр

предоставляемых бытовых услуг.

Потребности городского поселения в объектах культурно-бытового и

социального обслуживания представлены в таблице 16.

С учётом прогнозируемой численности населения в пгт Туманный к расчётному

сроку при реализации альтернативного варианта развития ситуации

(700 чел.),

проектом генерального плана предлагаются следующие мероприятия по развитию

сети учреждений социального и культурно-бытового обслуживания:

46

Таблица16 - Потребности городского поселения Туманный в объектах культурно-

бытового и социального обслуживания

Проект

Норматив на

Существующее

№

Наименование

Ед.изм.

1000 тыс.чел.

Потребность

сохраняемое

Новое

Всего

I. Учреждения образования

Общеобразовательная

место

130

91

480

-240

240

1

школа

Детские дошкольные

место

37

26

280

-140

140

2

учреждения

3

Учреждения

Организация групп дополнительного

дополнительного

место

65

46

образования при школе

образования

II. Учреждения здравоохранения

4

Стационары

коек

13,5

10

10

0

10

пос./

5

Поликлиники

смена

18

13

15

0

15

III. Физкультурно-спортивные учреждения

7

Спортивные залы

м²

350

250

-

250

250

8

Спортивная площадка

тыс. м²

2

1,4

-

1,5

1,5

IV. Учреждения культуры и искусства

9

Библиотека

объект

-

1

1

-

1

Учреждения клубного

10

типа

место

-

200

200

-

200

V. Учреждения торговли и общественного питания

м²

11

Магазины

торг.пл.

300

210

Область интересов частного бизнеса.

Предприятия

Размещение объектов в

12

общественного питания

место

40

28

общественно-деловой зоне

Предприятия бытового

раб.

населённого пункта.

13

обслуживания

мест

9

7

-

Преобразование существующей основной образовательной школы

(9

классов) в среднюю общеобразовательную школу (11 классов);

-

Организация работы групп дополнительного образования в здании школы;

-

Реконструкция здания МБУК «Клуб г.п.Туманный Кольского районаª;

-

Строительство физкультурно-оздоровительного комплекса рядом со зданием

школы;

-

Реконструкция ранее имевшейся спортивной площадки у дома №4 по улице

Энергетиков;

-

Реконструкция горнолыжного спуска и создание лыжной базы к югу от пгт.

Туманный;

-

Создание условий для развития объектов торговли и предприятий бытового

обслуживания в общественно-деловой зоне на территории населённого пункта.

Все мероприятия предусматриваются на 1 очередь проектирования к 2025 году.

На сегодняшний день в городском поселении Туманный открыты и действуют

всего

4 магазина

(суммарная торговая площадь которых ниже имеющегося

47

Рисунок 13- Месторасположение новых жилищно-коммунальных объектов, планируемых к строительству и реконструкции

1-общеобразовательная школа (существ); 2- детский сад (существ); 3-ЦРБ (существ); 4- клуб; 5- библиотека (существ); 6- ФОК; 7-спортивная

площадка

49

4.2. Определение перспективных электрических нагрузок потребителей

городского поселения Туманный

Электрические нагрузки жилищно-коммунального сектора определены по

срокам проектирования на основе численности населения, принятой настоящим

проектом, и «Нормативов для определения расчетных электрических нагрузок зданий

(квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской

распределительной сетиª, утвержденных приказом № 213 Минтопэнерго России 29

июня 1999 года.

Указанные нормативы учитывают изменения и дополнения «Инструкции по

проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94ª.

При отсутствии газоснабжения в городском поселении Туманный, для

пищеприготовления будут использоваться стационарные электроплиты. Согласно

нормативам, укрупненный показатель расхода электроэнергии коммунально-бытовых

потребителей принят на расчетный срок для поселения со стационарными

электроплитами плитами - 2750 кВтч/чел в год, годовое число часов использования

максимума электрической нагрузки

-

5500. При этом укрупненный показатель

удельной расчетной коммунально-бытовой нагрузки составит в среднем по

поселению - 0,5 кВт/чел.

Расчётный баланс электрической нагрузки потребителей, расположенных на

территории городского поселения на проектный период до 2024 года приведён в

таблице 17 и на диаграмме рисунка 13.

Таблица17 - Расчётный баланс электрической нагрузки городского поселения

Туманный Кольского района на проектный период

Максимальная

электрическая нагрузка,

№

Потребитель

МВт

п/п

2024 год

1

жилищно-коммунальный сектор

5,6

2

мелкопромышленные предприятия

0,3

3

прочие потребители

0,4

суммарно с учётом коэффициентов совмещения

4

5,61

максимумов нагрузок К=0,89

Максимальная нагрузка по городскому поселению Туманный составит 5,61

МВт.

50

Основным потребителем электроэнергии к 2024 году будет являться жилищно-

коммунальный сектор (89 %) и прочие потребители (6 %). На мелкопромышленные

предприятия приходится 5 % потребления электроэнергии.

прочие

потребители

мелкопромыш

6%

ленные

предприятия

5%

жилищно-

коммунальный

сектор

89%

Рисунок 13- Распределение максимальной присоединенной электрической

нагрузки по категориям потребителей городского поселения Туманный

4.3. Прогнозные балансы потребления электроэнергии

В таблице 18 приведены прогнозируемые объемы электрической нагрузки,

планируемые к потреблению по годам рассчитанные на основании показателей

удельных нагрузок, приведённых: в СП

42.13330.2011

«Градостроительство.

Планировка и застройка городских и сельских поселенийª, РД

34.20.185-94

«Инструкция по проектированию городских электрических сетейª, «Нормативы для

определения расчетных электрических нагрузок зданий

(квартир), коттеджей,

микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской распределительной сетиª

(утверждены приказом

№ 213 Минтопэнерго России 29.06.99), СП 31-110-2003

«Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданийª, а

также исходя из текущего объема потребления электроэнергии населением и его

динамики с учетом перспективы развития и изменения состава и структуры

застройки.

51

Таблица18 - Значения расчетного потребления электроэнергии на перспективу до

2024 года городского поселения Туманный

Годы

Показатель

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

Количество чел

651

653

656

658

661

663

666

668

670

673

675

678

Потребление

электрической

5,38

5,40

5,42

5,44

5,46

5,48

5,50

5,52

5,54

5,56

5,58

5,61

мощности, МВт

Годовое

потребление

16,83

16,89

16,95

17,01

17,08

17,14 17,20

17,26

17,33

17,39

17,45

17,51

электроэнергии,

млн кВт ч/год

Фактическое потребление электроэнергии за 2012 года составило 17,5 млн кВт ч

в год, потребляемая электрическая мощность 5,59 МВт. К 2024 году ожидаемое

потребление составит 17,51 млн кВт ч в год, потребляемая электрическая мощность

5,61 МВт.

4.4. Перспективные энергобалансы городского поселения Туманный

Общий энергобаланс поступления и отпуска в сеть электроэнергии в 2024 году

имеет следующий вид (таблица 19):

Таблица19 - Баланс электрической энергии по городскому поселению Туманный

Баланс электрической энергии по сетям ВН, СНI, СНII и НН, млн. кВ*ч

№

Показатели

2024 год

п/п

всего

ВН

CHI

СНII

НН

1

Поступление электроэнергии в сеть, всего

22,5

20,45

19,85

19,09

1.1

из смежной сети, всего

в том числе из сети

ВН

СНI

СНII

1.2

От электростанций

22,5

1.3

От других поставщиков

-

Поступление электроэнергии от других

1.4

-

организаций

2

Потери электроэнергии в сети

2,045

0,6

0,76

1,58

то же в % (п. 1.1/п. 1.3)

10

3

4

9

Расход электроэнергии на

3

производственные и хозяйственные нужды

4

Полезный отпуск из сети

20,45

19,85

19,09

17,51

В таблице 20 приведен баланс электрической мощности по трансформаторной

подстанции ПС «385ª ТП 35/10 кВ на 2024 год.

52

Таблица20 - Баланс электрической мощности городского поселения Туманный

Максимальная нагрузка, МВт

5,61

Покрытие нагрузки, МВт

10,25

Резерв (+)/Дефицит (-) мощности, МВт

4,64

Пропускная способность ВЛ 35 кВ, МВт

20

Ограничение потребителей при выходе из строя

0

одной питающей высоковольтной линии

Из таблицы 20 видно, что при прогнозируемой тенденции к оптимистическому

варианту развития городского поселения, а также при уменьшении потерь и

неучтенных расходов при транспортировке электроэнергии, при существующих

энергомощностях имеется достаточный резерв по мощности основного

электрооборудования

(55

%). Это позволяет направить мероприятия по

реконструкции и модернизации существующих сооружений на улучшение качества

электрической энергии, повышение энергетической эффективности оборудования,

контроль и автоматическое регулирование процесса электроснабжения.

Электроснабжение городского поселения Туманный Кольского района в

рассматриваемый период до 2024 года предлагается осуществлять от энергосистемы

Мурманской области по действующей схеме. Установленной трансформаторной

мощности на центрах питания распределительной сети

(ПС 35/10 кВ «385ª)

-

достаточно для обеспечения перспективной электрической нагрузки городского

поселения.

53

Глава 5 Предложения по строительству, реконструкции и модернизации

головных объектов централизованных систем электроснабжения

Для обеспечения возможности присоединения к электрическим сетям новых

потребителей на территории городского поселения необходимо в период до 2024

года:

- заменить оборудования электроподстанций «385ª и «393ª в связи с износом;

- заменить, используемое на территории пгт. Туманный, изношенное

оборудование элементов распределительного электросетевого комплекса

напряжением 10 киловольт.

- выполнить строительство распределительного электросетевого комплекса

напряжением 10 кВ для обеспечения электроэнергией рыборазводного комплекса на

Серебрянском водохранилище.

Замена изношенного оборудования электроподстанций «385ª и «393ª на новое.

Основное техническое оборудование электроподстанций «385ª и «393ª имеет

значительный износ. Для повышения надежности и стабильности работы

трансформаторной подстанции рекомендуется замена существующего оборудования

на современное, имеющее аналогичные установленному оборудованию технические

характеристики.

В таблице 21 приведены характеристики трансформаторы, рекомендуемые к

замене.

Таблица21 - Трансформаторы, рекомендуемые к замене

Кол-во,

Мощность,

Напряжение

Год ввода в

Подстанция

Тип трансформатора

шт

кВА

высшее/низшее, кВ

эксплуатацию

ПС-385

ТДНС-10000

2

10000

35/10

1966

ПС-393

ТДНС-10000

2

10000

35/10

1983/1984

Реализация данного мероприятия потребует вложений порядка 55,31 млн. руб.

(таблица 23).

Реконструкция трансформаторных подстанций ТП-1, ТП-5, ТП-6 с заменой

изношенного оборудования.

В настоящее время, для снижения потерь электроэнергии, можно рекомендовать

мероприятия по замене трансформаторов, срок службы которых составляет более 40

лет, с низким уровнем загрузки, на более эффективные современные

трансформаторы.

54

При замене трансформаторов необходимо обращать внимание на:

- дату изготовления установленного трансформатора;

- технические характеристики установленного трансформатора;

- технические характеристики планируемого (на замену) трансформатора.

В таблице 22 приведены характеристики трансформаторы, рекомендуемые к

замене.

Таблица22 - Трансформаторы, рекомендуемые к замене

Мощность,

Напряжение

Год ввода в

Подстанция

Тип трансформатора

кВА

высшее/низшее, кВ

эксплуатацию

ТП-1

ТМ-10/0,4

2х315

10,5 / 0,4

1966

ТП-5

ТМ-10/0,4; ТР-713-250

2х250

10,5 / 0,4

1967

КТП-6

ТН-10/0,4

1х250

10,5 / 0,4

1978

Закупка и эксплуатация трансформаторов с уменьшенными потерями холостого

хода и короткого замыкания обеспечивает экономический эффект за счет уменьшения

расходов на покрытие потерь электроэнергии.

Стоимость замены трансформаторов составит приблизительно 2,97 млн. руб

(таблица 23).

Мероприятия по замене трансформаторов относятся к крупнозатратным, с

большим сроком окупаемости, тем не менее внедрение этого мероприятия не смотря

на большие затраты является наиболее значимым для электросетевого хозяйства

городского поселения Туманный, так как от состояния трансформаторов во многом

зависит надежность и бесперебойность в поставках электрической энергии

потребителям.

Строительство распределительного электросетевого комплекса напряжением

10 кВ для обеспечения электроэнергией рыборазводного комплекса на Серебрянском

водохранилище

На перспективу при реализации планов строительства раборазводного

комплекса потребуется строительство распределительной трансформаторной

подстанции ТП-10/0,4 с двумя трансформаторами типа ТМГ-10/0,4. Стоимость

сооружения и оборудования данной подстанции составит по предварительной оценке

6,2 млн руб (таблица 23).

Месторасположение объектов, нуждающихся в реконструкции и модернизации

представлено на рисунке 14.

55

Таблица23 - Оценка капитальных вложений в новое строительство, реконструкцию и модернизацию головных объектов

электроснабжения, млн руб

Наименование мероприятия

Характеристика

Стоимость

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

ПИР и ПСД

1,54

0,39

0,39

0,77

Оборуд

20,40

5,10

5,10

10,20

СМР

22,67

5,67

5,67

11,33

Реконструкция ПС 385 и ПС 393

Прочие

2,27

0,57

0,57

1,13

Всего

46,87

0,39

10,77

0,57

0,39

10,77

0,57

0,77

21,53

1,13

НДС

8,44

0,07

1,94

0,10

0,07

1,94

0,10

0,14

3,88

0,20

Смета

55,31

0,46

12,71

0,67

0,46

12,71

0,67

0,91

25,41

1,33

ПИР и ПСД

0,04

0,04

Оборуд

0,50

0,50

СМР

0,56

0,56

Реконструкция ТП-1

Прочие

0,06

0,06

Всего

1,15

0,04

1,06

0,06

НДС

0,21

0,01

0,19

0,01

Смета

1,36

0,05

1,25

0,07

ПИР и ПСД

0,03

0,03

Оборуд

0,40

0,40

СМР

0,44

0,44

Реконструкция ТП-5

Прочие

0,04

0,04

Всего

0,91

0,03

0,84

0,04

НДС

0,16

0,01

0,15

0,01

Смета

1,07

0,04

0,99

0,05

ПИР и ПСД

0,01

0,01

Оборуд

0,20

0,20

СМР

0,22

0,22

Реконструкция ТП-6

Прочие

0,02

0,02

Всего

0,45

0,01

0,42

0,02

НДС

0,08

0,00

0,08

0,00

Смета

0,54

0,01

0,50

0,02

Строительство распределительной

ПИР и ПСД

0,17

0,17

56

Наименование мероприятия

Характеристика

Стоимость

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

ТП

Оборуд

2,28

2,28

СМР

2,53

2,53

Прочие

0,25

0,25

Всего

5,24

0,17

4,81

0,25

НДС

0,94

0,03

0,87

0,05

Смета

6,18

0,20

5,68

0,30

Всего капитальные затраты по городскому

64,46

0,51

13,96

0,74

0,5

13,7

0,72

0,92

26,11

7,03

0,3

поселению Туманный

57

Таблица24 - Оценка капитальных вложений в новое строительство, реконструкцию и модернизацию линейных объектов систем

электроснабжения, млн руб

Наименование

Характеристика

Стоимость

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

мероприятия

Всего

260,20

13,01

13,01

13,01

26,02

39,03

39,03

39,03

26,02

26,02

26,02

Строительство новой ЛЭП ВЛ 150 кВ

НДС

46,84

2,34

2,34

2,34

4,68

7,03

7,03

7,03

4,68

4,68

4,68

«ГЭС XVI - ГЭС XVIII

Смета

307,04

15,35

15,35

15,35

30,70

46,06

46,06

46,06

30,70

30,70

30,70

Всего

126,53

6,33

6,33

6,33

12,65

18,98

18,98

18,98

12,65

12,65

12,65

Реконструкция ВЛ 150 кВ «ГЭС XVI - ГЭС

НДС

22,78

1,14

1,14

1,14

2,28

3,42

3,42

3,42

2,28

2,28

2,28

XVª

Смета

149,31

7,47

7,47

7,47

14,93

22,40

22,40

22,40

14,93

14,93

14,93

Всего капитальные затраты по городскому

456,35

22,82

22,82

22,82

45,63

68,46

68,46

68,46

45,63

45,63

45,63

поселению Туманный

61

Интенсивность отказов (t) - условная вероятность отказа после момента t за

единицу времени t при условии, что до момента t отказа элемента не было.

Интенсивность отказов связана с частотой отказов и вероятностью безотказной

работы:

Различие между частотой и интенсивностью отказов в том, что первый

показатель характеризует вероятность отказа за интервал (t, t+ t) элемента, взятого

из группы элементов произвольным образом, причем неизвестно, в каком состоянии

(работоспособном или неработоспособном) находится выбранный элемент. Второй

показатель характеризует вероятность отказа за тот же интервал времени элемента,

взятого из группы оставшихся работоспособными к моменту t элементов.

78

Для высоконадежных элементов и систем: если P(t)  0,99 , то а(t)= ((t) . Поэтому

в практических расчетах возможна при указанном условии взаимная замена а(t) и

(t)

Вероятности безотказной работы в зависимости от интенсивности отказов и

времени:

Изменение интенсивности отказов во времени

Типичная функция интенсивности отказов во времени (в течение срока службы

объекта) имеет U-образный характер (рисунок 17).

В начальный период I преобладают приработочные отказы. После него

наступает наиболее продолжительный период нормальной эксплуатации II, в котором

на объект воздействуют случайные факторы. Последние вызывают внезапные отказы,

интенсивность которых в период нормальной эксплуатации практически не зависит

от времени.

Рисунок 17- Интенсивность отказов во времени

В период старения и износа III в основном имеют место постепенные отказы,

возникающие вследствие накопления ухудшений физико-химических свойств

объекта.

79

Для основных элементов СЭС период приработки длится до 3-5 лет. Процессы

старения и износа проявляются для ВЛ на опорах из пропитанной древесины через

15-20 лет после ввода в эксплуатацию, для трансформаторов и КЛ - через 20-30 лет (в

первую очередь за счет старения изоляции). Старение и износ коммутационной

аппаратуры наступает через 40-50 лет. Обычно эта аппаратура морально устаревает

раньше, нежели физически. В основном элементы СЭС высоконадежны. Время их

безотказной работы значительно превышает время восстановления.

Средняя наработка на отказ (среднее время безотказной работы) Т представляет

собой математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Этот

показатель геометрически представляет собой площадь под кривой вероятности

безотказной работы:

Расчетные формулы для экспоненциального закона надежности

Учитывая, что для объектов СЭС интенсивность отказов в период нормальной

эксплуатации практически неизменна, т.е. (t)   , соотношения между основными

показателями надежности можно представить с учетом этого условия в более простой

и наглядной форме:

где ti, - время безотказной работы i-го элемента (объекта).

Если рассматривается один часто выходящий из строя элемент, то в формуле

под ti понимается время безотказной работы на i-м интервале времени, а под N(0) -

число временных интервалов.

Для экспоненциального закона надежности средняя наработка элемента до

первого отказа равна среднему времени безотказной работы между соседними

отказами. Поскольку в период нормальной эксплуатации  = const, то и Т = const.

80

На рисунке 18 представлены в графической форме зависимости основных

показателей надежности от времени при экспоненциальном законе. Площадь

заштрихованной области численно характеризует среднюю наработку на отказ.

Рисунок 18 - Зависимости основных показателей надежности от времени при

экспоненциальном законе

Подавляющее большинство объектов СЭС характеризуется очень малыми

численными значениями интенсивности отказов и соответственно большими

значениями средней наработки на отказ.

В таблице 25 приведены расчетные значения показателей надежности основных

элементов СЭС.

Таблица25 - Расчетные значения показателей надежности основных элементов

СЭС

Элемент

Воздушная линия 35, 110 кВ

Л

0,08

8

0,15

8

одноцепная, на 1 км длины

Воздушная линия 35, 110 кВ

2Л

0,008

10

0,01

8

двухцепная, на 1 км длины

Воздушная линия 6, 10 кВ

Л

0,25

6

0,25

5,8

одноцепная, на 1 км длины

Кабельная линия 6, 10 кВ

К

0,10

25

0,5

3

на 1км длины

Две кабельные линии

2К

0,05

15

0,05

3

в одной траншее, на 1км длины

81

Элемент

Воздушная линия 0,38 кВ,

Л

0,20

4

0,3

5

на 1 км длины

Трансформатор

Т

0,03

30

0,4

22

с высшим напряжением 35, 110 кВ

Трансформатор

Т

0,035

8

0,3

8

с высшим напряжением 6, 10 кВ

Q

0,02

7

0,3

6

Ячейка выключателя 35, 110 кВ

Ячейка выключателя 6, 10 кВ

Q

0,015

6

0,2

6

внутренней установки

Ячейка выключателя 6, 10 кВ КРУН

Q

0,05

5

0,3

5

наружной установки

Ячейка отделителя (ОД)

QR

0,05

4

0,3

5

или короткозамыкателя (КЗ) 35, 110 кВ

(QK)

QS

0,005

4

0,25

4

Ячейка разъединителя 35, 110 кВ

Ячейка разъединителя 6, 10 кВ

QS

0,002

3

0,2

3,5

внутренней установки

Ячейка разъединителя 6, 10 кВ КРУН

QS

0,01

3

0,2

3,5

наружной установки

Ячейка предохранителя 6, 10 кВ

FU

0,05

2,5

0,2

3

Линейный разъединитель 6, 10 кВ

QS

0,08

4,5

-

-

Шины ОРУ 35, 110 кВ,

Ш

0,001

5

0,15

6

на одно присоединение

Шины РУ 6, 10 кВ

Ш

0,001

4

0,16

5

на одно присоединение

Сборка НН-0,4 кВ ТП

С 0,4

0,007

4

0,2

5

В данной схеме электроснабжения

произведен

расчет

показателей

надежности для распределительных трансформаторных подстанций ТП10/0,4

кВ с трансформаторами с высшим напряжением 10 кВ.

Вероятность безотказной работы для момента времени t = 6 месяцев:

Р(0,5)=exp(-0,0350,5)=0,9827;

Вероятность появления отказа для момента времени t = 6 месяцев:

Q(0,5)=1-exp(-0,035 *0,5)=0,0173;

Частота отказа для момента времени t = 6 месяцев:

а(0,5)=  P(0,5)=0,035* 0,9827=0,03439;

Средняя наработка на отказ:

82

Вероятность появления отказа для момента времени t = 6 месяцев:

Q(0,5)=1-exp(-0,25* 0,5)=0,1175;

Частота отказа для момента времени t = 6 месяцев:

а(0,5)=  P(0,5)=0,25* 0,8825=0,22063;

Средняя наработка на отказ:

T=1/0,25= 4 года.

Расчет показателей надежности для ЛЭП 0,38 кВ на 1 км длины.

Вероятность безотказной работы для момента времени t = 6 месяцев:

Р(0,5)=exp(-0,20,5)=0,9048;

Вероятность появления отказа для момента времени t = 6 месяцев:

Q(0,5)=1-exp(-0,2* 0,5)=0,0952;

Частота отказа для момента времени t = 6 месяцев:

а(0,5)=  P(0,5)=0,2* 0,9048=0,18096;

Средняя наработка на отказ:

T=1/0,2= 5 лет.

Показатели надежности восстанавливаемых объектов

Для оценки надежности объектов многоразового использования используются

дополнительные показатели, учитывающие также процессы восстановления

(ремонта) элементов (объектов).

Параметр потока отказов  (t) - математическое ожидание числа отказов,

происшедших за единицу времени, начиная с момента t при условии, что все

элементы, вышедшие из строя, заменяются работоспособными, т. е. число

наблюдаемых элементов сохраняется одинаковым в процессе эксплуатации.

Для экспоненциального закона надежности интенсивность и параметр потока

отказов не зависят от времени и совпадают, т. е.

Вероятность восстановления S(t) - вероятность того, что отказавший элемент

будет восстановлен в течение заданного времени t, т. е. вероятность своевременного

завершения ремонта.

Очевидно то, что 0  S(t)  1, S(0)=0, S(  )=1.

Для определения величины S(t) используется следующая статистическая оценка:

84

где N_B (0) - число элементов, поставленных на восстановление в начальный

момент времени t = 0; N_B

- число элементов, время восстановления которых

оказалось меньше заданного времени t, т. е. восстановленных на интервале (0,t).

Вероятность невосстановления (несвоевременного завершения ремонта) G(t) -

вероятность того, что отказавший элемент не будет восстановлен в течение заданного

времени t.

Статистическая оценка величины G(t):

На рисунке 19 в графической форме представлены изменения S(t) и G(t) во

времени.

Частота восстановления a_B (t) - производная от вероятности восстановления:

Рисунок 19 - Изменения величин S(t) и G(t) во времени.

85

Интенсивность восстановления  (t) - условная вероятность восстановления

после момента t за единицу времени

t при условии, что до момента t

восстановления элемента не произошло.

Интенсивность восстановления связана с частотой восстановления:

Статистически интенсивность восстановления определяется следующим

образом:

В отличие от процесса отказов, который развивается во времени естественным

образом, процесс восстановления является целиком искусственным

(ремонт

элемента) и тем самым полностью определяется организационно-технической

деятельностью эксплуатационного персонала. Поэтому кривая интенсивности

восстановления, аналогичная кривой интенсивности отказов, здесь отсутствует. Так

как установлены обоснованные нормативы времени на проведение ремонтных работ,

то принимают интенсивность восстановления независимой от времени:

(t)    const . Численные значения интенсивности восстановления сведены в

справочные таблицы по видам оборудования и ремонтов.

Для экспоненциального распределения времени восстановления, т.е. при

постоянной интенсивности восстановления:

Среднее время восстановления T_B представляет собой математическое

ожидание времени восстановления и численно соответствует площади под кривой

вероятности невосстановления:

Для отдельно рассматриваемого элемента под

t

понимается длительность

Bi

восстановления после i-го отказа, а под

(0)

N

- число отказов данного элемента.

B

При экспоненциальном распределении времени восстановления, когда

1

интенсивность восстановления  = const



T

, т.е. среднее время восстановления

B



численно равно средней по множеству однотипных элементов

(объектов)

продолжительности восстановления, приходящейся на один объект. Поскольку 

=

const, то и T_B = const.

В случае, когда требуется оценить надежность работы элемента безотносительно

к времени его работы, используются рассматриваемые ниже показатели.

Коэффициент готовности K_Г - вероятность того, что элемент работоспособен

в произвольный момент времени.

Таким образом, коэффициент готовности равен вероятности пребывания

элемента в работоспособном состоянии в произвольный момент времени в

рассматриваемом периоде.

Коэффициент готовности имеет смысл надежностного коэффициента полезного

действия, так как числитель представляет собой полезную составляющую, а

знаменатель - общие затраты времени.

Коэффициент готовности является важным показателем надежности, так как

характеризует готовность элемента к работе и позволяет также оценить его

эксплуатационные качества

(удобство эксплуатации, стоимость эксплуатации) и

требуемую квалификацию обслуживающего персонала.

Коэффициент простоя Кп - вероятность того, что элемент неработоспособен в

любой момент времени.

Относительный коэффициент простоя

К

– отношение коэффициента

ПО

простоя к коэффициенту готовности:

Коэффициент технического использования

К

учитывает дополнительные

ТИ

преднамеренные отключения элемента, необходимые для проведения планово-

предупредительных ремонтов:

где

Т

- среднее время обслуживания, т.е. среднее время нахождения элемента в

0

отключенном состоянии для производства планово-предупредительных ремонтов

(профилактики).

Коэффициент оперативной готовности Ког - вероятность того, что элемент

работоспособен в произвольный момент времени t и безошибочно проработает в

течение заданного времени  (t,t+ ):

где

(

)

N

- число элементов, исправных в момент времени t и безотказно

t

проработавших в течение времени  , N(0) - первоначальное число наблюдаемых

элементов в момент времени t = 0.

Коэффициент оперативной готовности позволяет количественно оценить

надежность объекта в аварийных условиях, т.е. до окончания выполнения какой-то

эпизодической функции.

В данной схеме электроснабжения произведен расчет коэффициентов

готовности, простоя и коэффициента технического использования для

трансформаторных подстанций ТП 35/10 кВ с трансформаторами с высшим

напряжением 35 кВ.

Из таблицы 25 берем исходные показатели надежности (для резервированной

системы):

Коэффициент готовности:

Расчет коэффициентов готовности, простоя и коэффициента

технического использования для распределительных трансформаторных

подстанций ТП10/0,4 кВ с трансформаторами с высшим напряжением 10 кВ.

Средняя наработка на отказ:

T=1/0,035=28,6 лет.

Коэффициент готовности:

При формировании схемы надежного электроснабжения городского поселения

Туманный по сети 35 кВ закладывался принцип надежности (n-2), означающий, что

даже при одновременном выходе из строя двух любых элементов системы,

обеспечивается электроснабжение потребителей в полном объеме без каких-либо

ограничений.

К основным элементам внешнего электроснабжения городского поселения

Туманный, формирующим критерии надежности относятся:

- существующие ВЛ 35 кВ, пропускной способностью порядка 80 МВт в

нормальном режиме;

- трансформаторные подстанции 35/10 кВ «385ª и «393ª, в состав оборудования

которых входит по два трансформатора

10 МВА. Суммарная максимально-

допустимая нагрузка составляет 42 МВА.

89

Реализация предложенных мероприятий позволит обеспечить бездефицитный

баланс мощности и электроэнергии в городском поселении Туманный и питание по

сети 35 кВ в соответствии с критерием (n-2).

В таблице

26 представлен баланс мощности городского поселения на

перспективу до 2024 года.

Существующая пропускная способность ВЛ

35 кВ позволяет покрыть

прогнозируемые нагрузки без ограничений удастся достичь надежности

электроснабжения в соответствии с критерием (n-2) и обеспечить бездефицитный

баланс мощности.

Для обеспечения надежного питания конечных потребителей недостаточно

только формирования надежной схемы внешнего энергоснабжения, необходимо

строительство разветвленной распределительной сети.

По сети

10 кВ электроснабжение потребителей пгт Туманный может

осуществляться от двух трансформаторных подстанций ТП 35/10 кВ («385ª и «393ª),

таким образом, обеспечивается уровень надежности питания объектов

электроснабжения по сети 10 кВ в соответствии с критерием (n-1).

Используемая схема электроснабжения центров питания сети

10 кВ

соответствует критерию

(n-1). На основном участке линий

электропередач,

питающих энергорайон обеспечивается критерий (n-2).

Реализация предложенной схемы электроснабжения городского поселения

Туманный позволит существенно повысить надежность электроснабжения

потребителей и обеспечить их бесперебойное питание.

Карты-схемы электрических сетей пгт туманный и городского поселения

Туманный на период до 2024 года представлены на рисунках 19 и 20 соответственно.

90

Таблица26 - Баланс мощности городского поселения Туманный на перспективу до 2024 года

Годы

Показатель

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

Потребление

электрической мощности,

5,38

5,40

5,42

5,44

5,46

5,48

5,50

5,52

5,54

5,56

5,58

5,61

МВт

Покрытие нагрузки, МВт

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

Резерв (+)/Дефицит (-)

15,12

15,1

15,08

15,06

15,04

15,02

15

14,98

14,96

14,94

14,92

14,89

мощности, МВт

Суммарная пропускная

способность ВЛ 35 кВ,

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

МВт

Ограничение

потребителей при выходе

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

из строя одной питающей

высоковольтной линии

Ограничение

потребителей при выходе

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

из строя двух питающих

высоковольтных линий

Надежность

Обеспечивается критерий (n-1)

энергоснабжения

Надежность

Обеспечивается критерий (n-2)

энергоснабжения

91

///////////////////////////////////////