РусГидро в рамках Программы комплексной модернизации ГЭС ведет масштабное обновление и распределительных устройств. Вместо открытых распредустройств с устаревшими масляными и воздушными выключателями повсеместно устанавливаются современные комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Новое оборудование надежнее, безопаснее и дешевле в обслуживании.
Классическое открытое распредустройство (ОРУ) представляет собой площадку на открытом воздухе, на которой установлены силовые трансформаторы, выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, ошиновка и другое оборудование. В качестве основной изолирующей среды ошиновки ОРУ выступает воздух, это типовая схема, комментирует директор Департамента эксплуатации РусГидро Алексей Дудин.
Но у ОРУ есть ряд недостатков. Они занимают много места, большую площадь сложнее обслуживать при низких температурах и ненастьях, а оборудование на открытом воздухе подвержено загрязнению и другим внешним воздействиям (низкие температуры и переходы температуры через 0 °C), как следствие – чаще требует ремонта и техобслуживания.
Еще в конце 1960-х годов была впервые внедрена технология, которая этих недостатков не имела, – комплектное распредустройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Эта технология тогда рассматривалась как важный спутник урбанизации, так как новые распредустройства были способны уместиться на 10% площади, занимаемой ОРУ. Ее активное внедрение в электроэнергетике России началось лишь в XXI веке.
При этом КРУЭ может размещаться как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе (КРУЭ в наружном исполнении в РусГидро пока применения не нашли из-за климатических условий). Набор оборудования, что и в ОРУ, с теми же функциями. Изолирующей и дугогасящей средой в КРУЭ выступает гексафторид серы (элегаз, химическая формула SF6). Это вещество имеет электрическую прочность в три раза выше, чем у воздуха. Отсюда такие высокие электроизоляционные и дугогасительные свойства. Применение элегаза позволило сократить габариты распредустройств при увеличении коммутационной способности оборудования. «Мы можем позволить себе сделать РУ более компактным, более надежным с точки зрения отсутствия внешних воздействий. И один из самых больших плюсов подстанций нового поколения, к которым относится КРУЭ, – это более безопасное выполнение переключений», – рассказывает Алексей Дудин.
Дело в том, что на подстанциях нового поколения осмотр, отключение и проверку каждого аппарата при переключениях можно производить дистанционно с автоматизированного рабочего места, что ускоряет процесс и делает его более безопасным для персонала. Во многих странах мира КРУЭ – это безлюдная технология. «Мы по другому пути пошли: в России, хотя подстанция является малообслуживаемой, персонал, который проводит обходы и осмотры, есть – прежде всего из-за требований по безопасности. При переключении часть операций выполняется непосредственно во вторичных цепях, есть проверочные операции», – говорит Алексей Дудин.Еще в конце 1960-х годов была впервые внедрена технология, которая этих недостатков не имела, – комплектное распредустройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Эта технология тогда рассматривалась как важный спутник урбанизации, так как новые распредустройства были способны уместиться на 10% площади, занимаемой ОРУ. Ее активное внедрение в электроэнергетике России началось лишь в XXI веке.
При этом КРУЭ может размещаться как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе (КРУЭ в наружном исполнении в РусГидро пока применения не нашли из-за климатических условий). Набор оборудования, что и в ОРУ, с теми же функциями. Изолирующей и дугогасящей средой в КРУЭ выступает гексафторид серы (элегаз, химическая формула SF6). Это вещество имеет электрическую прочность в три раза выше, чем у воздуха. Отсюда такие высокие электроизоляционные и дугогасительные свойства. Применение элегаза позволило сократить габариты распредустройств при увеличении коммутационной способности оборудования. «Мы можем позволить себе сделать РУ более компактным, более надежным с точки зрения отсутствия внешних воздействий. И один из самых больших плюсов подстанций нового поколения, к которым относится КРУЭ, – это более безопасное выполнение переключений», – рассказывает Алексей Дудин.
Справка
При выполнении модернизации и реконструкции РУ, как правило, используется оборудование, которое подпадает под классификацию подстанций нового поколения по требованиям Минэнерго к производству переключений в электроустановках. Критерии нового поколения: наличие вакуумного и элегазового оборудования для дугогасящей среды; наличие дистанционного управления всем коммутационным оборудованием и с автоматизированного рабочего места (АРМ) оперативного персонала, и с диспетчерского центра; наличие блокировки одновременного управления с разных АРМ (ЦПУ, ППУ, диспетчерского центра); наличие программной или логической блокировки; реализация микропроцессорной защиты.
Элегаз не токсичен, не горит и не образует взрывоопасных смесей. При этом все равно требует повышенного внимания в эксплуатации. Токсичными являются продукты разложения элегаза. Поэтому помещения КРУЭ обязательно оснащены специальными датчиками, чтобы фиксировать утечки.
Установка КРУЭ обходится дороже, чем ОРУ. Однако эта инвестиция себя окупает: за счет низких эксплуатационных расходов КРУЭ позволяет достигать экономии затрат на ремонт и техобслуживание. «С точки зрения ремонта замена ОРУ на КРУЭ – это, действительно, шаг вперед: техническое обслуживание минимальное. Плановый ремонт этого вида оборудования проводится раз в 15 лет», – отмечает Алексей Дудин. На примере Зеленчукской ГЭС видно, что после установки КРУЭ затраты на техническое обслуживание и ремонт снизились на 65%.
КРУЭ 500 кВ Воткинской ГЭС. Впрочем, не везде переход на КРУЭ экономически целесообразен. Альтернативой является поэлементная замена оборудования открытых распредустройств на более современное вакуумное или элегазовое. «Производится замена оборудования с сохранением его компоновки, но в коммутационных аппаратах, измерительных трансформаторах тока и напряжения в качестве изоляционной среды применяется элегаз или вакуум», – поясняет Алексей Дудин. И РусГидро в рамках своей программы рассматривает оба варианта.
Перед выбором пути модернизации проводится предпроектное обследование, рассчитывается стоимость создания КРУЭ или реконструкции ОРУ. Кроме экономики в расчет принимаются и другие факторы. Например, на Саяно-Шушенской ГЭС на КРУЭ пал выбор в том числе из-за ограниченности площадки под распредустройство, расположенной в узком пространстве между гор. А на Жигулевской ГЭС, наоборот, решили сохранить ОРУ: земельный участок станции позволял не экономить квадратные метры, а сооружение КРУЭ обошлось бы, по подсчетам, вдвое дороже реконструкции.
КРУЭ 500 кВ Саяно-Шушенской ГЭС. В современных выключателях часто применяется вакуум. Но в качестве изолирующей среды альтернативы элегазу на высоких классах напряжения и больших токах пока нет, убежден Алексей Дудин.
Программа модернизации и реконструкции распределительных устройств на ГЭС РусГидро продолжается. А на строящихся электростанциях уже применяется самое современное оборудование.
Кстати
На ГЭС РусГидро установлено оборудование трех концернов – шведско-швейцарского ABB, германского Siemens и французского Alstom.