Реконструкция ПС 110 кВ: задачи и решения

Реконструкция и модернизация подстанций класса напряжения 110 кВ – одна из основных и наиболее затратных задач развития электросетевого распределительного комплекса. Около 67% ныне действующих ПС 110 кВ были введены в эксплуатацию до 1980 года, т.  е. остро нуждаются в замене морально и физически устаревшего оборудования.
Какие проблемы возникают при реконструкции ПС110 кВ, и какие технические решения предлагаются для их решения? 

Реконструкция подстанции 110/10/6 кВ № 53 «Псков» – один из наиболее масштабных проектов инвестиционной программы филиала ОАО “МРСК Северо-Запада”– “Псковэнерго”.

Подстанция 110/10/6 кВ № 53 эксплуатируется свыше сорока лет. Она является системообразующим элементом электрических сетей «Псковэнерго» и источником электроснабжения значительной части Пскова, а также Псковского, Печорского, Плюсского, Стругокрасненского и Гдовского районов. В областном центре, помимо жилых микрорайонов, к ее потребителям относятся ряд промышленных предприятий, объекты МП «Горводоканал», МП «Псковские тепловые сети», городская поликлиника. Подстанция обслуживается специалистами Высоковольтного района Северных электрических сетей «Псковэнерго».
В рамках первого этапа реконструкции выполнена замена в открытом распределительном устройстве (ОРУ) 110 кВ оборудование пяти ячеек ВЛ 110 кВ — «Островская-1», «Островская-2», «Карамышевская-1», «Карамышевская-2» и «Лужская-3». Здесь установлены разъединители с двигательными приводами для основных и заземляющих ножей и смонтированы баковые элегазовые выключатели фирмы Siemens со встроенными трансформаторами тока. Демонтаж оборудования и его замена на современные аналоги во всех ячейках ВЛ выполнялись поочередно с переводом питания через обходной выключатель.

В общей сложности полная реализация инвестиционного проекта предусматривает установку еще 10 элегазовых выключателей в ячейках всех ВЛ 110 кВ. Кроме того, в целях оптимизации схемы сети 110 кВ будут объединены ВЛ «Заводская-2» и «Радиозаводская-2», а между линиями «Радиозаводская-2» и «Псковская-1» будет установлена перемычка.

В рамках осуществления комплекса работ по техническому переоснащению подстанции выполнена также замена разъединителей и выключателей 110 кВ автотрансформаторов АТ-1 и АТ-2, установлены трансформаторы напряжения на первой и второй системах шин 110 кВ, произведена реконструкция контура заземления. Для повышения надежности защиты от перенапряжений вентильные разрядники на высоковольтном оборудовании 110 кВ заменяются на ограничители перенапряжения (ОПН).

В здании общеподстанционного пункта управления (ОПУ) обустроено новое помещение релейного зала, установлены новая аккумуляторная батарея, щит собственных нужд и щит постоянного тока.

В ходе модернизации все новые присоединения оснащены микропроцессорными устройствами релейной защиты и противоаварийной автоматики взамен устаревших электромеханических, системами контроля и управления, телемеханики и высокочастотной связи, обладающими встроенным самоконтролем. Все это позволит значительно повысить оперативность и безошибочность действий диспетчерского и технологического персонала за счет использования более совершенных методов и алгоритмов представления информации.

Особое внимание при реконструкции уделяется совершенствованию системы электробезопасности на подстанции. Выполняется ряд организационно-технических мероприятий, которые способны в дальнейшем предотвратить как прямое, так и косвенное прикосновение персонала к токоведущим частям.
Реконструкция подстанции, на которую в общей сложности планируется направить около 427 млн рублей, завершится в 2011 году.
         
О реконструкции ПС 110 кВ Западная рассказывает Михаил Подлягин, заместитель директора по техническим вопросам – главный инженер филиала «Нижновэнерго» ОАО “МРСК Центра и Приволжья”.

“В сентябре прошлого года филиал «Нижновэнерго» ОАО «МРСК Центра и Приволжья» реализовал проект реконструкции подстанции 110/10 кВ «Западная» в г. Дзержинск (Нижегородская область). В результате реконструкции установленная мощность подстанции увеличилась на 80МВА и составила 143МВА.

Проект реконструкции подстанции был достаточно уникальным для филиала.

Во-первых, реконструкция подстанции завершилась в рекордно короткие сроки – работы начались в декабре 2008, а уже в августе 2009 г. она была готова к вводу в эксплуатацию. Во-вторых, ПС 110 кВ «Западная» является одним из важнейших объектов энергоснабжения г. Дзержинск: она обеспечивает объекты здравоохранения, станцию скорой медицинской помощи, крупные торговые комплексы, хлебозавод. Все работы по реконструкции велись без отключения жителей и предприятий г. Дзержинск. В Введенная часть подстанции 110/10 кВ «Западная» позволяет связать распределительной сетью существующие подстанции в г. Дзержинск, что значительно повысило уровень электроснабжения жителей города.

Новейшие технологии, использовавшиеся при реконструкции ПС 110 кВ «Западная», позволили оптимизировать весь технологический процесс и поднять его на самый высокий уровень. Например, в конструкции установленных на подстанции силовых трансформаторов (производство ОАО «Уралэлектротяжмаш») применены лучшие разработки российских ученых, в частности решения, обеспечивающие электродинамическую стойкость оборудования при протекании токов короткого замыкания (применение новых методов шихтовки сердечников магнитопровода, применение современных изоляционных материалов, позволивших уменьшить габариты трансформаторов и повысить их эксплуатационные качества). На силовых трансформаторов возможно установить системы собственного мониторинга и самодиагностики, которые позволят отслеживать температурный режим работы и возможные отклонения от нормы. На трансформаторах выполнена современная система охлаждения на основе радиаторов «пластинчатого» типа, позволяющая увеличить ресурс эффективность охлаждения трансформаторов, что приводит к увеличению срока службы трансформатора и уменьшению его габарита.

Также в реконструкции подстанции 110 кВ «Западная» были использованы маслоприемники с отсутствием традиционной гравийной засыпки, отрицательно зарекомендовавшей себя в процессе эксплуатации, выполнены из сборного железобетона и монолитного основания. Такой прием позволил уйти от дорогостоящих эксплуатационно-регламентных работ по обслуживанию гравийных маслоприемников. Маслопроводы, выполнены из асбоцементных напорных труб, соединяющих маслоприемник и маслосборник. Маслосборник выполнен из сборного железобетона. Весь спектр железобетонных изделий представлен Нижегородским заводом железобетонных конструкций.

Установленные дугогасящие реакторы типа ZTC, установленные на подстанции 110кВ «Западная», предназначены для компенсации емкостных токов замыкания на землю. Используемые в проекте реконструкции реакторы выпускаются признанным мировым лидером в данной сфере – компанией EGE (Чехия) и имеют массу преимуществ:
— обеспечивают автоматическое определение емкостного тока сети и его плавную автоматическую компенсацию, что гарантированно снижает повреждаемость оборудования в при однофазных замыканиях на землю;
— комплектуются цифровыми регуляторами REG-DPA немецкой фирмы A. Eberle, которые благодаря высокой чувствительности по напряжению 3U0 (в диапазоне 0,1–120 В) не требуют установки в сети каких-либо дополнительных высоковольтных конденсаторов для искусственного смещения нейтрали сети. Регулятор REG-DPA обеспечивает высокое удобство эксплуатации (вычисляет емкостной ток сети, активную составляющую в токе замыкания, отображает на дисплее резонансную кривую сети и в виде засечки на ней текущую позицию реактора, обеспечивает автоматическое слежение за изменением емкости сети);
— снабжены качественными немецкими приводами MD3 и концевыми выключателями, что обеспечивает надежную работу ДГР, благодаря отсутствию проблем с западением концевых выключателей и выходом из строя электропривода;
оснащены устройствами обогрева шкафа управления и привода, что обеспечивает эксплуатацию на открытой части подстанций без дополнительной защиты при зимних температурах до -45?С (при более низких температурах возможно исполнение в контейнере);
— в конструкции ДГР любой мощности (даже менее 1000 кВА) предусмотрены газовые реле Бухгольца для контроля уровня масла в реакторе и защиты от внутренних повреждений, а также электроконтактные термометры для контроля температуры масла при работе в режиме однофазного замыкания.

При этом примененные на подстанции дугогасящие реакторы являются наиболее современными по сравнению с выпускаемыми аналогами вследствие  наличия плавной перестройки индуктивности ДГР в режимах ОЗЗ, а также наличия дополнительной обмотки».