Як контролювати стрибки напруги в електромережах

17 червня 2020

"Українська енергетика" вивчала причини сильних коливань напруги в електромережах наших домівок та можливі способи їх усунення.

З коливаннями напруги в електромережі ми стикаємося досить часто: лампи то миготять, то яскравіші зазвичай, а комп'ютер перезавантажується або вимикається. Найгірше, коли з вини коливань у мережі виходять з ладу побутові прилади, такі як пральна машина, холодильник, телевізор, пилосос тощо. Які причини цього та як діяти у таких ситуаціях?

Якість електропостачання споживачів у нас дуже низька, автоматизація недостатня, що ускладнює контроль за рахунками - Буславець...

Причини стрибків

12 червня цього року через коливання напруги у Доманинцях в Ужгороді було втрачене побутове обладнання. Люди зазначили, що електрика на деякий час зникла, а потім повернулася з напругою, яка виявилася такою високою, що не витримали телевізори, пральні машини і лампочки. На момент перевірки реле напруги показувало 384 В. Такі ситуації повторюються щороку в різних містах України. В річному звіті НКРЕКП зазначено, що у 2019 році оператори кол-центрів ОСП отримали 132 824 скарги на якість електроенергії (перепади напруги). Кому належать зобов'язання за недотримання допустимих значень напруги, також зазначається, що компенсації склали 935 743 грн для 10 975 споживачів.

“Перепади напруги, напевно, постійно відбуваються, - вважає Богдан Серебренніков, експерт DiXi Group. - Однак реальний моніторинг можливий лише за допомогою сучасних систем обліку, які фіксують не тільки споживання електрики, а й її якісні характеристики.” Ці системи, за словами експерта, практично відсутні в Україні, особливо у побутових споживачів. Однак ці проблеми можна виявити навіть неозброєним оком через коливання в роботі побутових приладів, світіння лампочок і так далі. І, звісно ж, по техніці, що вийшла з ладу через перепади напруги, додає співрозмовник.

Що ж викликає вихід напруги за допустимі межі? “Насамперед, на якість (зокрема рівень напруги) і стабільність постачання електроенергії впливають два основні фактори: дотримання безперервного балансу між виробництвом та споживанням електроенергії в енергосистемі, а також технічний стан мереж (ліній електропередачі, трансформаторів тощо), - продовжує Богдан Серебренніков. - Якщо в енергосистемі виникають дисбаланси між генерацією та споживанням, це викликає коливання напруги.”

Щодо технічного стану електромереж, більшість з них знаходяться у зношеному стані. Зношеність електромереж - одна з трьох ключових проблем у сфері енергетики, визнає міністр енергетики Ольга Буславець. Дві інші проблеми - це балансування та борги. Вона поділилася цим на першій зустрічі з членами Комітету енергетики Європейської Бізнес Асоціації (ЕВА).

Зі слів Богдана Серебреннікова, електромережі були спроектовані для невищих рівнів навантаження, але за останнє десятиліття споживання електроенергії населення сильно зросло. Споживачі використовують все більше побутової техніки, встановлюють кондиціонери, електричне обігрівання, підігрів підлоги, електричні бойлери тощо. Часто нові багатоквартирні будинки не газифіковані, тому для приготування їжі використовується електрика. “Усе це підвищує електричне навантаження, тоді як старі мережі з недостатніми технічними параметрами, такими як недостатня товщина провідників, цього вже не витримують,” - додає експерт.

“Я сам стикався з перепадами напруги як вдома, так і в жилищах родичів - напруга то нижча, то вища, - ділиться думками Юрій Веремійчук, доцент Інституту енергозбереження КПІ. - Це свідчить про неякісну електричну енергію, якість якої залежить від обладнання. Вона замінюється енергетичними компаніями несвоєчасно, тому техніка часто працює на застарілому обладнанні. Якість електропостачання та перепади напруги також залежать від кількості споживачів, підключених до одного трансформатора.”

Також, зауважує Богдан Серебренніков, причинами коливань напруги можуть бути форс-мажорні обставини - аварії в системі, обриви ліній, несправності автоматичних систем тощо. Крім того, коливання можуть бути наслідком локальних факторів, таких як нерівномірне навантаження на фази в багатоквартирних або офісних будівлях, додає експерт.

Стан мережі як основна проблема

Згідно до Закону "Про ринок електричної енергії", споживачі мають отримувати надійне і безпечне електропостачання. Ясно, що, якщо споживачі страждають від стрибків напруги, про безпеку та надійність мова не йде. І навряд чи ми зможемо отримати якісні послуги за існуючого стану нашої електричної системи.

Розрахунковий термін експлуатації повітряних ліній 220-750 кВ становить 50 років. Однак, за даними НЕК "Укренерго" на 2018 рік, понад 60% повітряних ліній, що експлуатуються компанією, вже більше 40 років. Конкретно, на Онлайн-карті сектору енергетики України загальна протяжність повітряних електроліній складає близько 23,4 тис. км. З них 66,7% або 15,6 тис. км старші за 40 років; понад 5 тис. км або 21,5% - від 30 до 40 років; 2,3 тис. км або 9,9% - до 25 років; 438,2 км або 1,9% - від 25 до 30 років.

Згідно з інформацією, наданою "Українській енергетиці" Асоціацією операторів розподільних електромереж, загальна встановлена потужність українських електростанцій складає близько 55 млн кВт (приблизно 28 млн кВт становлять ТЕС). 90% виробленої електроенергії постачається споживачам через низьковольтні електромережі (0,38-110 / 150 кВ), загальна протяжність яких сягає 912 тис. км. За оцінками асоціації, будівництво 1 км низьковольтних мереж обходиться приблизно в 1 млн грн. Це обслуговує приблизно 200 000 підстанцій (6-150 кВ). Загальна зношеність інфраструктури, на думку членів асоціації, перевищує 70%. Термін експлуатації об'єктів інфраструктури становить від 30 років. 51% розподільних електромереж потребує капітального ремонту. Приблизно 17% трансформаторів потрібно терміново замінити. Через такий стан інфраструктури країна втрачає до 15 млрд кВт·год електроенергії щорічно, повідомили в організації.

“Отже, стан розподільних мереж є вкрай незадовільним, - підсумовує Сергій Дубовик, член президії Асоціації операторів розподільних електромереж України. - Ступінь зносу інфраструктури становить понад 70%. У ПАТ "Волиньобленерго" цей показник складає 86%, у ПАТ "Ек Херсонобленерго" - 85%, у ПАТ "Чернігівобленерго" - 66%, у АК "Харківобленерго" - 69%, у ПАТ "Сумиобленерго" - 74%, у ПАТ "Полтаваобленерго" - 68%, у ПАТ "Кіровоградобленерго" - 68% тощо. Не дивно, що втрати електроенергії у розподільних мережах коливаються від 12 до 17%, а в окремих енерговузлах досягають 25-33%. Наприклад, за 2014-2018 роки втрати сягнули 59,6 млрд грн.

Українські розподільні компанії не мають можливості створити необхідний інвестиційний потік не лише для розвитку, але й для підтримки існуючої інфраструктури...

Усе упирається в гроші, а отже - в тарифи

Ця ситуація, на думку членів Асоціації, викликана відсутністю інвестицій у модернізацію та незадовільним фінансуванням компаній за залишковим принципом. За їх підрахунками, мінімальна критична потреба галузі в інвестиціях складає понад 40 млрд доларів протягом наступних 10 років. Але звідки вони можуть з'явитися, якщо протягом 2014-2018 років запланований обсяг інвестиційних програм складав 20,4 млрд грн, але фактично залучено лише 14 млрд грн. Не дивно, що зниження втрат електроенергії у розподільних мережах за ці п'ять років склало лише 0,402 млрд грн, або 0,25%.

“Українські розподільні компанії не мають можливості створити інвестиційний потік необхідного обсягу не тільки для розвитку, але й для підтримки в робочому стані існуючої інфраструктури, - говорить Сергій Дубовик. - Інвестиційні програми підприємств затверджуються Регулятором в обсязі 10% від потреби (сумарний обсяг інвестиційних програм усіх розподільних компаній складає близько 190 млн доларів США).”

У нас низький рівень автоматизації та практично відсутні "розумні мережі"...

Крім того, проблеми з нестачею фінансування для модернізації мереж погіршуються необхідністю витрачання коштів енергорозподільними компаніями на утримання невикористовуваних потужностей. “І таких потужностей - до 80%, тобто споживачі не відшкодовують витрати на їх забезпечення, - зазначає Сергій Дубовик. - Наприклад, завод "ЧЕЗАРА" в Чернігові: підключено 28 МВт, з яких для виробничих потреб використовуються 5 МВт.”

Усі вищезгадані проблеми негативно впливають на якість електроенергії. “У нас низький рівень автоматизації та практично відсутні “розумні мережі”, - констатує Богдан Серебренніков. Це, згідно з його словами, призводить до значних втрат електроенергії. Також середня тривалість значних перерв в електропостачанні нашої країни (індикатор SAIDI) є одним з найгірших показників у Європі. Якість електроенергії постійно погіршується через значні перепади напруги, додає експерт.

В Асоціації операторів розподільних електромереж України зазначають, що посилення вимог Регулятора до якості обслуговування споживачів є обґрунтованим. “Водночас, держава в особі того ж Регулятора не створила жодних передумов для формування компаніями стійких інвестиційних потоків необхідного обсягу, а також захисту інвестицій. Основні зміни в цій ситуації могли б статися завдяки прийняттю Регулятором деяких рішень. Йдеться про запровадження стимулюючого тарифоутворення і двоставкового тарифу на розподіл електроенергії,” - вважає Сергій Дубовик. На його думку, саме ці інструменти можуть реально створити умови для інвестування в інфраструктуру.

Варто зазначити, що 29 квітня цього року НКРЕКП затвердила проєкт змін до нормативної бази RAB-регулювання і виставила його на обговорення. Документом пропонується встановити окремі регуляторні норми доходу. Для “старої” бази активів - 1%, для “нової” - 15% (замість загального показника 12,5%). Досягнення встановлених показників якості послуг переноситься з 8-го на 5-й рік після переходу на стимулююче тарифоутворення. Загальний показник ефективності у 1% пропонується застосовувати вже з першого року першого регуляторного періоду, скасувавши показник в 0%. Однак запропонований Регулятором проєкт щодо RAB-регулювання може зазнати змін, оскільки до нього є багато критичних зауважень від фахівців та експертів.

Для того, щоб споживачі могли отримувати якісні послуги та забути про коливання напруги в мережі, на найвищому рівні повинна формуватися стійка, збалансована та гнучка енергетична система, вважає Богдан Серебренніков. Вона має реагувати на зміни в споживанні. “Система повинна мати достатній рівень маневрених генеруючих потужностей та відповідні резерви, - зазначає експерт. - З іншого боку, можуть вводитися різноманітні заходи для управління попитом на електроенергію.” Крім того, він вважає, що необхідно модернізувати мережі, впроваджувати сучасні “розумні” системи (Smart Grid), автоматизувати регулювання на трансформаторних підстанціях тощо.

Чиї дроти?

А що можуть зробити споживачі? Мовчати і чекати змін? Ми настільки звикли до неякісного електропостачання, включаючи перепади напруги, що зазвичай (коли техніка не виходить з ладу) навіть не реагуємо на прояви. Між тим, ми б дуже хотіли позбутися цих проблем, оскільки розуміємо їхньою потенційну небезпеку - виникнення пожеж і втрату цінного обладнання. Але до кого звертатися? Хто відповідає за якість мереж?

“Енергосистема України складається з магістральних і розподільних мереж, - пояснює Андрій Білоус, експерт DiXi Group. - Магістральні мережі призначені для передачі електроенергії на великі відстані від виробників до точок входу в розподільні мережі. Розподільні мережі вже підключені до кінцевих споживачів. Стан магістральних мереж контролює оператор системи передачі - державна компанія НЕК 'Укренерго'. За розподільні мережі відповідає 31 оператор систем розподілу (ОСР), які, в основному, представлені в кожному регіоні.” На найнижчому рівні, додає Богдан Серебренніков, за мережі всередині будівель відповідають управлінці (ЖЕКи, ОСББ чи приватні компанії), тоді як за внутрішньобудинкові мережі - власники квартир або офісів. І якщо в квартирі раптом згорів телевізор, потрібно з'ясувати причину - чи це через стару проводку, яку не змінювали, і яку використовували одночасно з декількома електроприладами, чи сталося через раптовий стрибок напруги.

Щоб захистити техніку, чекаючи на глобальне вирішення проблем перепадів напруги на вищому рівні, споживачі можуть використовувати автономні технічні рішення. Експерти пропонують, наприклад, встановити в квартирах стабілізатори напруги або, принаймні, сучасні захисні реле. Останні, реагуючи на зростання напруги в квартирі, автоматично відключатимуть електропостачання, захищаючи побутову техніку.

Скаргу можна подати через мобільний додаток "Енергетика онлайн"...

“Коли люди переходять на нові електрощитки, багато електриків пропонують встановити 1-3 реле напруги залежно від конфігурації внутрішньої мережі, - ділиться Юрій Веремійчук. - Це досить дорого, оскільки одне реле напруги коштує близько 500 грн. Але без цього споживачі не зможуть спостерігати перепади, адже ніхто не буде постійно перевіряти прилади, спостерігаючи за коливаннями напруги.”

До того ж Андрій Білоус рекомендує при виборі побутової техніки звертати увагу на діапазон напруги, в якому працює прилад, та вибирати відповідно до своїх потреб. Також споживачі можуть звернутися до своєї розподільної компанії зі скаргою на неналежну напругу в мережі та, за потреби, до НКРЕКП. Скаргу також можна подати через мобільний додаток "Енергетика онлайн". За недотримання стандартів якості електропостачання передбачено компенсації для споживачів, які мають бути враховані в наступних платіжках. Проте це не відбудеться автоматично і вимагатиме активності та дій з боку споживачів, підкреслює експерт.

“Згідно з договором про постачання електроенергії, енергорозподільна організація повинна забезпечувати якість електричної енергії. Відхилення електричної напруги не можуть перевищувати 10% від стандартної - 220 В, тобто плюс-мінус 22 В,” - додає Юрій Веремійчук. Споживач може за допомогою вимірювальних приладів (реле напруги) контролювати відхилення напруги. У разі необхідності, він має право зв'язатися зі своїм постачальником і подати заявку на відхилення, зауважує спеціаліст. Компанія повинна вирішити цю проблему. Однак на практиці довести відхилення напруги споживачеві вкрай непросто, особливо в разі втрати техніки. Для компенсації витрат постраждалі можуть звертатися до суду. Однак зазвичай не роблять цього, оскільки вважають, що це забере багато часу.

Юрист порадив мешканцям ужгородського будинку, які втратили побутову техніку через коливання напруги, зафіксувати збитки, скласти відповідні акти з підписами сусідів та їхніми паспортними даними. Потім звернутися до підприємства, яке надає послуги з розподілу електроенергії, з вимогою відшкодування збитків. Якщо компанія (мережі за цією адресою належать до оператора системи розподілу – АТ "Укрзалізниця") відмовиться провести відшкодування, тоді потрібно переходити до суду. Питання в тому, чи готові люди, які втратили техніку, йти на це. Тому що для компенсації можливо сподіватися, по-перше, на фіксацію факту перепаду напруги РЕМом, а, по-друге, наявність підтверджувальних документів від ліцензованого сервісного центру, що техніка згоріла саме через стрибок напруги. Отримати їх, за словами постраждалих, які пробували це, досить складно. Оператори систем розподілу намагатимуться довести, що техніка вийшла з ладу через недостатнє обслуговування у внутрішньобудинкових мережах. А за це, відповідно, відповідають або співвласники будинку, або ЖЕКи.

Закордонний досвід

Цікаво, чи існують проблеми з коливаннями напруги в Європі? “У країнах ЄС вони мають місце, але їх значно менше, ніж у нас, - розповідає Андрій Білоус, - адже там спрацьовує тарифоутворення, яке покриває витрати на інвестиції або стимулює активне оновлення мереж. На рівні Єврокомісії та національних урядів підтримується розвиток більш ефективних і "розумних" мереж, а також заходів з управління попитом, що підвищує рівень гнучкості та стабільності енергосистеми.”

За кордоном поширені рішення на основі “розумних” мереж (Smart Grid), які забезпечують якісне електропостачання. “Є безліч концепцій Smart Grid, - зазначає Юрій Веремійчук. - Одна з них передбачає оснащення мережі багатьма вимірювальними приладами.” Завдяки їм, пояснює фахівець, можна слідкувати за якістю електроенергії на різних ділянках та використовувати певні електротехнічні пристрої, що інтегровані в смарт-мережу. Системи дозволяють операторам контролювати багато аспектів, здійснювати віддалений облік, відключення споживачів, обмеження за потужністю тощо. Це означає, що оператор енергорозподільної компанії може дистанційно виконати багато дій у межах умов договору зі споживачами або відповідно до національних норм.

‘‘Звісно, сучасні “розумні” мережі допоможуть краще і швидше підтримувати баланс в енергосистемі. Але процес їх упровадження в Україні поки що на початковій стадії,” - додає Богдан Серебренніков. Для початку потрібно розробити спеціальні програми, що стимулюватимуть їх впровадження на всіх рівнях енергосистеми - від виробників до споживачів,” - підкреслює він.

Окрім “розумних” мереж, європейською практикою вирішення проблем зі зниженням якості електроенергії становить стимулювання операторів систем передачі та розподілу до збільшення інвестицій в основні фонди, зокрема через запровадження стимулюючого регулювання (RAB-тарифи). Це веде до того, що на нові активи нараховується вищий відсоток прибутковості, тож операторам вигідніше вкладати кошти в оновлення своїх мереж. В Україні вже багато років ведуться дискусії про впровадження такого регулювання, зазначає співрозмовник. “Основні пункти суперечок стосуються того, який рівень прибутковості має бути для старих і нових активів,” - припускає експерт.

Та все ж з'явилася надія, що процес активізується. “Я підтримую впровадження стимулюючих тарифів, адже стан електромереж дійсно не відповідає сучасним вимогам, - зазначила міністр Ольга Буславець на зустрічі у Європейській Бізнес Асоціації. - У нас дуже низька якість електропостачання для споживачів, автоматизація недостатня, а сама організація обліку не дозволяє споживачам контролювати свої витрати.”

Світлана Олійник спеціально для “Української енергетики”