Прогресс электроэнергетики на современном этапе невозможен без применения новых видов электрооборудования.
В полной мере это относится и к энергосистемам мегаполисов, функционирующих в особых условиях. Для больших городов характерны высокая плотность нагрузки, недостаток свободных территорий и крайняя дороговизна площадок для строительства новых линий электропередачи и подстанций (ПС) высокого (ВН) и сверхвысокого (СВН) напряжения.
Помимо этого, в крупных городах и промышленных центрах предъявляются жесткие требования к уровню воздействия электромагнитных полей на человека и электромагнитной совместимости сетей ВН и СВН с другими элементами городской инфраструктуры. Существенны и такие факторы, как жесткие требования к архитектурному облику действующих и вновь возводимых сетевых объектов, а также загрязнение основной изоляции воздушных линий и открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций выбросами промышленных предприятий и автотранспорта.
Компания «РОСПРОЕКТ» применяет самые современные технологии и решения, которые соответствуют непростым условиям размещения энергетических объектов в больших городах.
Примером таких технических решений служат элегазовые комплектные распределительные устройства напряжением 110‑750 кВ (КРУЭ), высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), сухие токоограничивающие реакторы, устройства регулирования потоков мощности, вставки постоянного тока.
Применение КРУЭ предпочтительнее в условиях мегаполиса из‑за возможности его установки в закрытых помещениях, занимающих относительно небольшую площадь. Это более выгодно экономически, чем строить традиционное открытое распределительное устройство: как правило, земля, необходимая для сооружения новой подстанции, в больших городах стоит достаточно дорого. Кроме того, во многих случаях строительство открытого распределительного устройства невозможно, так как его невозможно вписать в существующую городскую застройку: недостаточно места, или оно не соответствует архитектурным требованиям.
Еще одна из технологий, которую используют специалисты «РОСПРОЕКТА», – высоковольтные кабели со сшитой полиэтиленовой изоляцией. Кабельные линии (КЛ) со СПЭ-изоляцией находят все большее применение, несмотря на то что стоимость их строительства примерно в пятнадцать-восемнадцать раз выше, чем стоимость сооружения равных по передаваемой мощности воздушных линий.
Меньшая площадь трассы кабельной линии, ее большая надежность в сравнении с воздушной линией, а также отсутствие опор и проводов определяют преимущества внедрения кабельных линий высокого и сверхвысокого напряжения в энергосистемах крупных городов. Единственное условие – правильный выбор кабелей для передачи нужной мощности на стадии проектирования и соблюдение технологии прокладки на стадии монтажа. Кабельные линии хорошо защищены от воздействия окружающей среды, число их отказов минимально, поэтому при переводе воздушных линий в кабельные надежность электроснабжения потребителей значительно возрастает.
Сухие токоограничивающие реакторы помогают справиться с проблемой высокого уровня токов короткого замыкания (КЗ) в электрических сетях высокого и сверхвысокого напряжения мегаполисов. Пока серийно не выпускаются выключатели высокого и сверхвысокого напряжения, способные отключать токи КЗ свыше 63 кА. Поэтому для ограничения таких токов в сетях ВН и СВН мегаполисов целесообразно использовать этот относительно новый тип аппаратов. В дальнейшем без применения сухих токоограничивающих реакторов в мегаполисах будет не обойтись. К сожалению, сейчас во многих энергосистемах крупных городов – например, в Санкт-Петербурге – такие устройства еще не установлены.
Особенности применения нового оборудования
Как показывает опыт, зачастую повышение аварийности в сетях с новыми типами электрооборудования связано с неправильным выбором самого оборудования и режимов его эксплуатации на стадии проектирования. Причина, в том числе, и в отсутствии более или менее пригодной для использования на практике нормативной базы. Кроме этого, возникают специфические системные особенности, которые обусловлены новыми параметрами оборудования и воздействуют на распределение потоков мощности в энергосистеме, на балансы реактивной мощности в ней а соответственно, на уровни напряжения в узлах сети и потери.
Как избежать этих сложностей, знают инженеры компании «РОСПРОЕКТ». В частности, в смешанных сетях при использовании КРУЭ, кабельных линий ВН и СВН они решают проблемы, влияющие на надежность эксплуатации энергосистемы в целом.
К первоочередным задачам относится регулирование перетоков мощности в том или ином сечении между параллельными КЛ и ВЛ для выравнивания их загрузки. Наименее затратный способ достижения этой цели – установка нерегулируемого сухого токоограничивающего реактора последовательно с кабельной линией для выравнивания сопротивления между КЛ и ВЛ.
Необходимо также регулировать уровни напряжений в узлах сети ввиду значительной зарядной мощности кабельных линий, применяемых в энергосистеме мегаполиса.
Помимо этого, надо ограничить различие резонансных перенапряжений в контуре, который состоит из поперечной емкости кабельной линии и КРУЭ, а также индуктивность шунтирующих и токоограничивающих реакторов: он обладает значительной добротностью ввиду малых потерь современного оборудования.
Еще одна специфическая задача, на которой сосредоточены специалисты «РОСПРОЕКТА», – ограничение воздействия высокочастотных перенапряжений, возникающих при коммутациях внутри КРУЭ и при многократных отражениях в КРУЭ набегающих волн грозовых импульсов микросекундного диапазона, на изоляцию автотрансформаторов, силовых трансформаторов, трансформаторов напряжения и другого оборудования, установленного вблизи КРУЭ.
Нельзя при этом забывать, что установка продольного токоограничивающего и шунтирующего реакторов на кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 330 кВ в смешанной сети мегаполиса незначительно влияет на суммарные потери мощности в ней.
В целом, при проектировании любого электросетевого объекта мегаполиса нужно анализировать существующие проблемы энергосистемы, чтобы определить вектор их развития, обусловленный постоянно ужесточающимися требованиями к надежности электроснабжения потребителей и к живучести самой электроэнергетической системы, ее экологической безопасности.
Кроме того, принимая во внимание перспективу создания управляемых гибких электроэнергетических систем, следует учитывать общие принципы построения системы энергоснабжения мегаполиса, вопросы ее устойчивости при использовании новых технологий и прогрессивные методы ограничения токов КЗ. Требуется также всесторонне оценить особенности и целесообразность применения инновационного оборудования подстанций и линий, детально рассматривая их режимные параметры.
Опыт «РОСПРОЕКТа»
«РОСПРОЕКТ» разрабатывает схемы развития электроснабжения регионов, населенных пунктов, промышленных зон и предприятий, проектирует сети любого класса напряжения, а также объекты электро- и теплогенерации на базе парогазовых и газотурбинных технологий с расширенной автоматизацией энергоблоков и т. д. Компания располагает всеми ресурсами и возможностями для системного решения современных проблем электроэнергетического комплекса страны.
Примером работы ЗАО «РОС-ПРОЕКТ» для нужд мегаполиса служит проектируемая линия электропередачи 330 кВ Пулковская – Южная: таких в энергосистеме Санкт-Петербурга еще не было. Эта линия длиной более 18 км является частью схемы выдачи мощности строящейся атомной электростанции ЛАЭС-2 и выполняется в исключительно кабельном исполнении.
Концевыми устройствами новой кабельной линии служат КРУЭ 330 кВ на подстанциях «Пулковская» и «Южная». Для компенсации генерируемой реактивной мощности по концам КЛ установлены шунтирующие реакторы 330 кВ по 100 Мвар каждый. Для ограничения перетоков мощности по кабельной линии последовательно с ней установлен сухой токоограничивающий реактор 330 кВ.
В рамках проектирования КЛ 330 кВ Пулковская – Южная специалисты компании выполнили расчет режимно-балансовой ситуации в энергетической системе при ее строительстве, расчет переходных процессов в этой линии, оценили уровень различных перенапряжений, воздействующих на линейную и подстанционную изоляцию, и предложили систему защиты от них. Кроме того, была произведена оценка уровня электромагнитной обстановки при строительстве нового линейного объекта. На основании этих данных было выбрано оборудование для кабельной линии электропередачи напряжением 330 кВ, предложены решения по оптимизации потерь в ней, выбраны конструктивные и технологические решения и т. д.
Неизменный приоритет ЗАО «РОСПРОЕКТ» – надежность и качество проектируемых объектов, а также внедрение инновационных технологий ради бесперебойного электроснабжения потребителей.
WhatsApp
ВКонтакте
.svg)
