Энергетика

Техническая политика «РусГидро» в области модернизации оборудования

Многие гидроэлектростанции, входящие в состав ОАО «РусГидро», были введены в эксплуатацию более 30 лет назад. Оборудование таких ГЭС в значительной мере физически изношено и морально устарело, в связи с чем нуждается в реконструкции и замене. В полной мере это относится и к оборудованию схем выдачи мощности станций — силовым трансформаторам, кабелям, высоковольтным вводам, выключателям и другому оборудованию распределительных устройств. Замена и реконструкция этого оборудования планомерно ведётся в течение последних нескольких лет, сначала в рамках программы технического перевооружения и реконструкции, а сегодня — в рамках масштабной программы комплексной модернизации. В рамках этой программы, рассчитанной до 2025 года, планируется заменить около 60% трансформаторов и более 300 высоковольтных выключателей.

При реконструкции оборудования используются наиболее современные технические решения. В области трансформаторного оборудования это:
• применение «сухих» трансформаторов с изоляцией из эпоксидно-дианового компаунда, трансформаторов с элегазовой изоляцией, вводов с твёрдой изоляцией, позволяющих сократить издержки по содержанию маслохозяйства на ГЭС и повысить безопасность оборудования;
• использование новых технологий устранения течи масла на работающем трансформаторе за счёт применения специальной мастики, что исключает незапланированные простои оборудования и минимизирует издержки эксплуатации оборудования;
• применение систем мониторинга, осуществляющих контроль основных параметров трансформатора в режиме он-лайн и предупреждающих развитие дефекта, с целью определения остаточного срока службы трансформатора.

В области оборудования распределительных устройств:
• применение современных дугогасительных камер вакуумных выключателей, способствующих увеличению коммутационного ресурса, а также сокращению издержек на эксплуатацию оборудования;
• использование подвесной и опорной изоляции со сроком службы не менее 30 лет, а также полимерной изоляции, увеличивающей надёжность распределительных устройств;
• применение кабелей с твёрдой изоляцией из сшитого полиэтилена позволит сократить издержки по эксплуатации кабельного хозяйства и в целом повысить надёжность распределительных устройств.

Замена оборудования позволит повысить надёжность и качество его работы, сократить затраты на эксплуатацию и ремонт, повысить пожарную и экологическую безопасность (за счёт отказа от маслонаполненного оборудования).

К настоящему времени уже проведена замена оборудования распределительных устройств на Угличской ГЭС (ОРУ 110, 220 кВ), Жигулёвской ГЭС (ОРУ 110, 220 кВ), Саратовской ГЭС (ОРУ 220, 500 кВ), Волжской ГЭС (ОРУ 220 кВ). В области модернизации распределительных устройств наиболее перспективным направлением является замена открытых распределительных устройств на комплектные распределительные устройства элегазовые закрытого типа (КРУЭ), более компактные, надёжные (за счёт защиты от атмосферных воздействий) и удобные в эксплуатации. Применение КРУЭ планируется как на строящихся, так и реконструируемых ГЭС «РусГидро». Первым КРУЭ, установленным на ГЭС, стало КРУЭ 500 кВ Бурейской ГЭС (введено в эксплуатацию в 2004 г.). В настоящее время завершается монтаж оборудования КРУЭ 220 и 500 кВ на Богучанской ГЭС, КРУЭ 500 кВ на Загорской ГАЭС, КРУЭ 110 кВ на Баксанской ГЭС, ведётся монтаж КРУЭ 220 кВ на Усть-Среднеканской ГЭС. Ведётся проектирование КРУЭ 500 кВ на Саяно-Шушенской, Волжской и Воткинской ГЭС, КРУЭ 220 кВ на Майнской ГЭС.

В качестве примера реализации КРУЭ, рассмотрим распределительное устройство строящейся Богучанской ГЭС проектной мощностью 3000 МВт. Проект Богучанской ГЭС был утвержден в 1979 году и предусматривал выдачу мощности через ОРУ 220 и 500 кВ. После возобновления строительства станции в 2005 году было решено произвести доработку проекта, в ходе которой ОРУ были заменены на КРУЭ. Строительство КРУЭ 220 кВ было включено в инвестиционную программу ФСК ЕЭС и выполнено силами этой компании. По сравнению с открытыми распределительными устройствами с воздушным охлаждением, КРУЭ более компактно (площадь КРУЭ меньше площади открытых распределительных устройств в 10—20 раз) и имеет меньший вес. Это позволяет отказаться от строительства дорогостоящих фундаментов и использования в процессе монтажа сложного грузоподъемного оборудования. Выполненные ФСК ЕЭС работы на РУ 220 кВ Богучанской ГЭС полностью удовлетворяют требованиям технической политики РусГидро.

Помещения, в которых монтируется оборудование КРУЭ, находятся на левом берегу Ангары, в здании служебно-производственного корпуса (СПК) Богучанской ГЭС. При помощи элегазовых токопроводов ячейки КРУЭ подключены к автотрансформаторам 220 и 550 кВ, смонтированным в соседних с КРУЭ помещениях здания СПК. От КРУЭ 500 кВ мощность выдаётся на открытый переключательный пункт 500 кВ (ОПП 500 кВ), расположенный в 300 м от ГЭС; от КРУЭ 220 кВ — на воздушные линии электропередачи и к подстанции «Кодинская». Монтаж оборудования, изготовленного компанией «АВВ» (Швейцария), начался после завершения предварительных работ: строительства здания, внутренней отделки и доставки оборудования с площадки временного хранения. В состав КРУЭ входит основное технологическое оборудование подстанции: выключатели, разъединители с заземлителями, трансформаторы тока и напряжения, кабельные вводы, шкафы управления. В табл. 1 приводится оборудование КРУЭ 220 кВ; в табл. 2 — оборудование КРУЭ 500 кВ; в табл. 3 приводится оборудование ОПП 500 кВ.

Поставка оборудования в виде укрупнённых сборочных единиц позволяет упростить процесс монтажа, который заключается по сути в двух операциях: установка оборудования на фундаменты и сборка элементов в единое устройство. Соединения элементов КРУЭ выполнены в виде фланцев, то есть пары плоских колец, соединяющихся болтами и герметизированными уплотнителями — такие конструкции выдерживают давление до 200 атмосфер. Все фланцы имеют стандартные размеры, что значительно упрощает монтаж и позволяет использовать минимальное количество инструментов и механизмов. Все элементы КРУЭ имеют хорошую изоляцию и безопасны для персонала. Использование элегазовых устройств позволяет увеличивать токовую нагрузку оборудования, то есть пропускать ток высокого напряжения через контакты и провода небольшого сечения.

После завершения монтажа из газовых отсеков при помощи вакуумирующей установки откачивают воздух и заполняют отсеки элегазом — гексафторидом серы (SF6), используемым для изоляции элементов электротехнических устройств. Элегаз химически чрезвычайно инертен: он не взаимодействует со щелочами, кислотами, окислителями, восстановителями — инертность выше, чем у азота, и лишь немного ниже, чем у гелия. Не реагирует с расплавленными алюминием и магнием, защищает их от воздействия кислорода; очень слабо растворяется в воде; слабо разлагается электрической дугой — только при температуре выше 1100°С, которую (с учётом негорючести элегаза) можно получить лишь в специально созданных лабораторных условиях.

По ГОСТ 12.1.007-76 элегаз относится к 4 классу опасности — малоопасные вещества. Благодаря своим свойствам элегаз не представляет опасности для окружающей среды, именно поэтому он всё шире используется в электротехнике.

Весьма интересен проект строительства КРУЭ 500 кВ Загорской ГАЭС. Его специфика в том, что он решает сразу две задачи — замену ОРУ 500 кВ действующей Загорской ГАЭС мощностью 1200 МВт и выдачу мощности строящейся Загорской ГАЭС-2 мощностью 840 МВт. Таким образом, обе гидроаккумулирующие электростанции будут иметь общее КРУЭ. Строительство здания КРУЭ было завершено в декабре 2011 г., после чего ОАО «Гидроэлектромонтаж» приступило к монтажу и наладке оборудования. Оборудование КРУЭ типа 8DQ1 фирмы Siemens было поставлено на строительную площадку в первой декаде декабря 2011 г., представляет собой компактное распределительное устройство на девять присоединений, пять линий 500 кВ и четыре укрупнённых блока по схеме «четыре третьих».

Под напряжение КРУЭ 500 кВ будет поставлено в марте—апреле 2012 года. Это позволит обеспечить возможность отработки режимов пуска и останова агрегатов от тиристорного пускового устройства. В отличие от ГЭС, на ГАЭС в пусковой период энергоносителя для прокрутки и испытания агрегата нет, воду в верхний бассейн возможно закачать только собственным агрегатом в насосном режиме. Для решения этой задачи, а также в рамках паводковых мероприятий 2012 г. планируется использовать мощности ОРУ 500 кВ существующей Загорской ГАЭС.

При вводе КРУЭ 500 кВ в эксплуатацию действующее на Загорской ГАЭС ОРУ 500 кВ будет демонтировано, а присоединения будут переведены на общее КРУЭ 500 кВ. Этот процесс планируется завершить в середине 2012 года.

Одним из ключевых проектов в области реконструкции распределительных устройств ГЭС является проект создания КРУЭ 500 кВ вместо существующего ОРУ на Воткинской ГЭС мощностью 1020 МВт. В качестве генподрядчика работ выбрана испанская фирма Iberdrola, строительно-монтажные работы должны быть произведены в 2012—2014 годах.

Ещё одним важным проектом является сооружение КРУЭ 110 кВ на Баксанской ГЭС проектной мощностью 27 МВт. Баксанская ГЭС была введена в эксплуатацию в 1936 г. и имела ОРУ 35/110 кВ с масляными выключателями. Станция была выведена из строя в 2010 г. в результате диверсии; при создании проекта восстановления и реконструкции станции было принято решение заменить морально устаревшее и изношенное ОРУ на современное КРУЭ — первое на электростанциях Северного Кавказа. В настоящее время построено здание КРУЭ, поставлено и смонтировано оборудование, ведётся его подготовка к испытаниям.

На Саратовской ГЭС реконструкция распределительных устройств уже завершена, ведётся постепенная замена энергоблоков. Каждый энергоблок объединяет две пары генераторов и включает в себя силовой трансформатор, токопроводы, генераторные выключатели, разъединители, кабели 220 кВ, релейные защиты, системы регулирования, вспомогательные устройства. К настоящему моменту заменены уже три энергоблока из пяти.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно