Элегаз вписался габаритами

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.

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.

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.

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.jpg 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.jpg 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. Karta(2).png
Кстати

На ГЭС РусГидро установлено оборудование трех концернов – шведско-швейцарского ABB, германского Siemens и французского Alstom.