Модернизация подстанций

Установка высоковольтного оборудования на подстанциях (выключатели, разъединители и изоляторы, трансформаторы тока и напряжения, ограничители перенапряжения).

В целях установки на подстанциях самого современного оборудования специалистами АО «KEGOC» разработаны технические требования, соответствующие мировым стандартам, ко всем видам заменяемого на 23 подстанциях оборудования. Более 40 известных фирм уже выразили желание участвовать в поставках данного оборудования в Казахстан.

В настоящее время на модернизируемых подстанциях (ПС) находятся в эксплуатации выключатели двух типов — воздушные (в основном на ПС 500кВ) и масляные. Выключатели выработали свой ресурс, сняты с производства; запасные части к ним серийно не производятся, а изготовление их по индивидуальным заказам крайне дорого.

Современные выключатели производятся в основном двух видов — вакуумные на напряжение 6 — 35кВ и элегазовые на напряжение 35кВ и выше.

Элегазовые выключатели принадлежат к группе газовых выключателей. Основными преимуществами элегазовых выключателей перед другими являются:

Простота конструкции и, как следствие, высокая надежность; меньшее число дугогасительных разрывов на фазу — на напряжение 220кВ, как правило, один, на напряжение 500кВ — два. Воздушный выключатель 500кВ относительно новой серии ВНВ имеет 12 разрывов.

Периодичность ремонтов составляет около 20 — 25 лет.

Нормативный срок эксплуатации до 45 лет.

Малые габариты оборудования; к примеру, вес трехфазного бакового элегазового выключателя 220кВ составляет около 5 тонн; для сравнения в выключателях 220кВ У-220, МКП-220 вес масла составляет 48 тонн.

Для гашения электрической дуги в элегазе требуется гораздо меньшая длина расхождения контактов, т.е., требуется гораздо меньший расход энергии на разрыв дуги. Как следствие, возникает возможность применения маломощных пружинных приводов на напряжения 110 и 220кВ. Некоторые фирмы разработали и внедряют в производство пружинные привода и на напряжение 500кВ.

Очень низкий уровень шума при коммутационных операциях, в пределах нескольких дБ, в то время как у воздушных выключателей уровень шума даже на расстоянии 30 — 50 м составляет несколько сот дБ.

Минимальные эксплуатационные расходы. Не требуется сооружение и эксплуатация компрессорных установок, осушительных установок, магистральных воздухопроводов, как в случае эксплуатации воздушных выключателей, или сооружение и эксплуатация складов масла, маслосборников, маслоуловителей и т.п. в случае эксплуатации масляных выключателей.

Баковые элегазовые выключатели комплектуются вводами с твердой или элегазовой изоляцией, срок эксплуатации вводов при этом такой же, как и самого выключателя, что существенно снижает эксплуатационные затраты по сравнению с эксплуатацией маслонаполненных вводов.

Отсутствие делителей напряжения на выключателях. Таким образом, практически, отсутствует возможность феррорезонанса.

К основным конструкционным недостаткам находящихся в настоящее время в эксплуатации разъединителей следует отнести плохую регулировку контактной системы. Из-за низкого качества, система вспомогательных контактов (КСА) практически не работает. В связи с этим электрическая блокировка на большинстве ПС выведена из работы. Требуются постоянные эксплуатационные расходы на проверку контактных соединений и поддержание контактов в нормальном состоянии. Моторизированные приводы на напряжении 110 — 220кВ отсутствуют. Отсутствие килевых разъединителей на напряжение 220кВ приводит к необходимости применять однополюсные разъединители. Применение однополюсных разъединителей с разносторонним расположением заземляющих ножей в схеме с двумя рабочими системами шин, в свою очередь, приводит к частым ошибочным действиям персонала.

В проекте модернизации предполагается закупить современные разъединители с моторными приводами как главных, так и заземляющих ножей, что позволит осуществлять дистанционное управление подстанциями АО «KEGOС».

Предполагается закупить трехполюсные разъединители с одним приводом на три полюса на все классы напряжения, в том числе килевые разъединители на напряжение 220кВ. Контактная система главных ножей снабжается системой самоочистки, главные контакты практически не меняют свою электропроводность в течение всего срока эксплуатации. Соединительные тяги между отдельными полюсами имеют бесступенчатую регулировку, что позволяет отказаться от единой рамы на три полюса, и значительно сократить время и расходы на отладку работы привода.

Блоки вспомогательных контактов расположены в шкафу привода. Механическое воздействие на них, оказываемое приводным механизмом, происходит таким образом, что сигнал выдается только после того, как произошла фиксация положения главного и заземляющих ножей.

Благодаря выбору применяемых материалов, закрытой конструкции поворотных оснований в сочетании с долговременной смазкой, разъединители практически не требуют ухода при эксплуатации. Период между осмотрами составляет не менее пяти лет.

На напряжение 220 — 500кВ предполагается закупить разъединители с одной поворотной колонкой и двумя разрывами. Такая конструкция позволяет исключить прохождение тока через вращающиеся части.

Усилия для операций с ручным приводом даже разъединителя 500кВ незначительны, не требуют дополнительных труб, штанг, веревок и иных приспособлений. Это позволяет оперативному персоналу с любой физической подготовкой производить операции в одиночку.

В настоящее время для защиты изоляции от коммутационных и атмосферных (грозовых) перенапряжений в сетях применяются вентильные разрядники. Согласно статистическим данным, после 15 — 20 лет эксплуатации характеристики вентильных разрядников значительно снижаются, что ухудшает грозозащиту в 3 — 4 раза.

В проекте модернизации предусматривается их замена на нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН).

Основным отличием ОПН от разрядников являются более низкие уровни (на 30 — 50%) ограничения перенапряжений (до 1,8 — 2,0 Uн, соответственно, при коммутационных и грозовых перенапряжениях). Показатели надежности грозозащиты при установке ОПН в два раза выше, чем при установке вентильных разрядников.

Кроме того, с переходом от разрядников к ограничителям перенапряжений в сетях 110 — 220кВ впервые появляются аппаратные средства защиты от внутренних перенапряжений.

Немаловажным является и снижение в 3 — 5 раз массогабаритных показателей аппаратуры, взрывобезопасность и надежность ОПН.

По компоненте Проекта «Шунтирующие реакторы», финансируемому за счет собственных средств АО «KEGOC» (со-финансирование), введены в эксплуатацию реакторы 35кВ для ПС 220кВ Кзыл-Орда, реакторы 500кВ на ПС 500кВ Жамбыл, ПС 500кВ ЮКГРЭС. Планируется ввести в сентябре текущего года резервную фазу реактора 500кВ на ПС 500кВ Нура. Далее планируется установить шунтирующий реактор 500кВ на ПС Есиль, резервную фазу на ПС Жезказган, шунтирующие реакторы напряжением 110 кВ на ПС 500кВ Житикара, ПС 220кВ Шу, ПС 220кВ Уральская, ПС 220кВ Балхашская, ПС 220кВ Кумколь.