Итоги и задачи внедрения новых технологий. Анализ работы проблемного оборудования на ПС кВ в условиях ОЗП 2008/2009 годов Единой Энергетической Системы Федеральная Сетевая Компания Начальник Департамента систем передачи и преобразования электроэнергии Ю.А. Дементьев

2 Цели внедрения новых технологий в ЕНЭС Повышение надежности функционирования ЕНЭС; Обеспечение технологической управляемости, повышение автоматизации и наблюдаемости ЕНЭС; Обеспечение энергоэффективности функционирования электрических сетей; Повышение надежности функционирования ЕНЭС; Обеспечение технологической управляемости, повышение автоматизации и наблюдаемости ЕНЭС; Обеспечение энергоэффективности функционирования электрических сетей; Снижение затрат и сроков на строительство новых объектов, реконструкцию и техперевооружение; Повышение эффективности функционирования за счет снижения издержек, удельных расходов по эксплуатации; Сокращение антропогенного влияния на экологию. Снижение затрат и сроков на строительство новых объектов, реконструкцию и техперевооружение; Повышение эффективности функционирования за счет снижения издержек, удельных расходов по эксплуатации; Сокращение антропогенного влияния на экологию.

Задачи внедрения новых технологий в ЕНЭС Повышение надежности функционирования ЕНЭС Надежность оборудования Вандалостойкость, противодействие диверсиям Системная надежность и устойчивость Снижение ошибок персонала Надежность информации о состоянии системы и оборудования Выравнивание графиков Снятие ограничений на выдачу мощности Обеспечение технологической управляемости Наблюдаемость оперативного (режимного) состояния Наблюдаемость технического состояния Прогнозирование состояния сети, обстановки и оборудования Управляемость сетевого оборудования Адаптивность Обеспечение энергоэффективности функционирования электрических сетей Снижение потерь, связанных с оборудованием Снижение потерь связанных с отклонением от номинальных значений режима (поддержание нормативного уровня напряжений) Эффективное использование существующего оборудование Регулирование перетоков реактивной и активной мощности 3

Базовые программы, обобщающие использование инновационных технологий. Первичное оборудование. 4 Базовые программы:

5 МЕГАПОЛИС Проблемы: –Реконструкция и новое строительство ПС в условиях высокой плотности городской застройки; –Трудности с отводом земли для сооружения электросетевых объектов на территории города; –Высокая взрыво и пожароопасность силового оборудования; –Высокий уровень токов короткого замыкания; –Большие габариты оборудования. Задачи: –Эффективное использование площадей; –Создание пожаро и взрывобезопасного оборудования; –Создание технологических систем для управления перегрузочной способности сети; –Компактизация оборудования Факторы: –Высокие требования по надежности электроснабжения –Применение дорогостоящих решений по компактизации; –Отчуждение больших земельных площадей территории города. Решение: Проект «Мегаполис» ПрограммыНачало проектаСрок проекта в целом Программа ограничения токов КЗ Программа разработки линий на базе сверхпроводимости. Программа взрывобезопасности маслонаполненного оборудования ПС Компоновочные решения РУ кВ с учетом применения новых технических решений Программы по созданию коммутационного оборудования для мегаполиса Создание технических средств управления перегрузками Разработка комплекта НТД

6 АКТИВНО-АДАПТИВНАЯ СЕТЬ Проблемы: –Наличие слабых связей между ОЭС; –Неоптимальное распределение потоков мощности в сетях разных классов напряжения; Задачи: –Повышение эффективности использование межсистемных связей; –Возможность регулирования потоков мощности и управления параметрами сети в переходных процессах; –Использование энергетических ресурсов избыточных регионов страны; –Повышение качества регулирования напряжения; –Снижение потерь на корону и от перетоков реактивной мощности; –Снижение потерь электроэнергии за счет оптимизации перетоков. Факторы: –Низкая плотность нагрузок и наличие удаленных электростанций большой установленной мощности в Российской Федерации; –Необходимость повышения эффективности использования генерирующих мощностей с различными видами энергетических ресурсов, распределенных по территории страны –Большая протяженность и высокая стоимость строительства дополнительных ВЛ для усиления связи. Низкая эффективность. Решение: Проект «Активно-адаптивная сеть». ПрограммыНачало проектаСрок проекта в целом Программа создания гибких линий (FACTS) Программа разработки технологий передачи электроэнергии постоянным током Программа «Накопители э/э» (ВТСП и АКБ) Программно-аппаратные средства адаптивного управления Разработка комплекта НТД

7 МОЛНИЕЗАЩИТА Проблемы: Отключение ВЛ от грозы (16-20% с неуспешным АПВ) в ослабленной ремонтной сети; Электромагнитные воздействия на вторичное оборудование ПС. Задача: Повышение грозоупорности действующих ВЛ и ПС; Снижение отключений с неуспешным АПВ на новых ВЛ; Обеспечение ЭМС. Факторы: Повреждения грозотроса молниевыми разрядами; Отсутствие грозотроса в районах с гололедной активности; Высокое удельное сопротивление грунтов; Устаревшая методика проектирования молниезащиты ВЛ и ПС; Решение: Проект Молниезащита Проект/Программы Начало проекта Срок проекта в целом 1. Молниезащита: Совершенствовании методологии и расчетов по молниезащите линий и ПС 1.2. Целевая программа по системе грозопеленгации 1.3. Разработка программы «ПС с тросовой молниезащитой» 1.4. Электромагнитная совместимость цифрового оборудования ПС и первичных процессов 1.5. Разработка комплекта НТД

8 ГОЛОЛЕДНО-ВЕТРОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВЛ Проблемы: Обрыв проводов и грозотросов, падение опор: - образование гололеда на проводах и грозотросах; - пляска проводов. Отключения ВЛ при ветровых отклонениях шлейфов. Задачи: Своевременное обнаружение гололёдообразования; Эффективная плавка гололёда; Повышение стойкости ВЛ к ветровым и гололёдным воздействиям; Снижение числа отключений ВЛ по причине обрыва грозотросов и шлейфов. Факторы: Прохождение ВЛ по районам с тяжёлыми климатическими условиями МЭС Юга, Волги, Центра, Урала Нерасчётные климатические воздействия - изменения климата (требуется пересмотр карт районирования) Применение в качестве грозотроса стальных канатов Решение: Проект гололедно-ветровые воздействия ПрограммыНачало проектаСрок проекта в целом 1.1. Пересмотр типовых серий решётчатых опор и разработка новой модификации в соответствии с требованиями ПУЭ Индивидуальное проектирование длинных ВЛ и ВЛ, проходящих в «тяжелых» климатических районах Мобильные устройства для плавки гололеда и механической очистки проводов и грозотросов линии электропередачи от гололедных отложений Оснащение действующих подстанций управляемыми устройствами плавки гололёда (в том числе, разработка типового комплекса УУПГ) и системами контроля АИСКГН 1.5. Целевая программа по замене г/троса ВЛ на г/трос новой конструкции 1.6. Разработка комплекта НТД

Итоги и задачи внедрения новых технологий на объектах ЕНЭС 9 ОбъектТехнологияРезультаты ВЛ 220 кВ «Краснодарская ТЭЦ – Яблоновская», ВЛ 220 кВ «Яблоновская – Афипская» Стальные многогранные опоры По сравнению с железобетонными опорами: - повышение устойчивости ВЛ к механическим и гололедно-ветровым воздействиям; - исключение рисков деформации конструкции опоры при ее транспортировке и монтаже; - повышение долговечности. По сравнению с металлическими опорами: -снижение материалоемкости опор, материалоемкости фундаментов, - меньшая стоимость монтажа; - меньший землеотвод; - повышение скорости строительства. Переход 500 кВ через р. Ока у Каширской ГРЭС Переход 330 кВ через р. Ока у Конаковской ГРЭС Клиносочлененные зажимы Снижение трудозатрат на монтаж проводов, повышение скорости работ. Повышение долговечности при сокращении издержек на обслуживание и ремонт. ВЛ 500 кВ «Курган – Козырево» Полимерная изоляция Опытное применение на ВЛ 500 кВ -снижение капиталовложений около 20 млн. руб.; -упрощение монтажа, ремонта. ВЛ 220 кВ «Афипская – Крымская» (февраль 2009) Высокотемпературн ый провод Повышение пропускной способности ВЛ, сняты ограничения на электроснабжение потребителей Новороссийского энергорайона в период летнего максимума нагрузок. ПС 220 кВ Т-15(План 2010) СКРМ-УПГ Выполнено обоснование установки совмещающей СТК и управляемое устройство плавки гололеда: - Снижение установленной мощности и стоимости; - Повышение эффективности использования оборудования год

Итоги и задачи внедрения новых технологий на объекта ЕНЭС 10 ОбъектТехнологияОжидаемый эффект ПС 500 кВ Новоанжерская, Заря СТК 100, 160 Мвар Снижение потерь и обеспечение устойчивости промышленного узла нагрузки ПС 220 кВ Славянская,СТК 2х50 Мвар Повышение пропускной способности ВЛ 220 кВ. Нормализация уровней напряжения. Обеспечение подключения дополнительных потребителей. ПС 220 кВ Уренгой, 500 кВ Иртыш УШР 100, 180 Мвар Снижение потерь на корону, нормализация уровня напряжения. ПС 110 кВ Когалым, Прогресс УШР 25 Мвар Повышение надежности снабжения нефтяных месторождений. Применение нового типа УШР на базе трансреактора. ВЛ 330 кВ «Волхов – Северная» ММОУменьшение отвода земли по городской территории ВЛ 330 кВ «Восточная - Волхов – Северная» Винтовые сваи Сокращение эксплуатационных затрат, уменьшение отвода земли по городской территории ПС 500 кВ Таврическая, Барабинская, Томская 180 Мвар Снижение потерь на корону, нормализация уровня напряжения год

Итоги и задачи внедрения новых технологий на объекта ЕНЭС 11 ОбъектТехнологияОжидаемый эффект ВЛ 220 кВ «Цимлянская ГЭС – Ш30» Изоляторы разрядники мультикамерные (СТРИМЕР) Отказ от грозотроса для ВЛ, проходящей в гололедном районе с одновременным повышением грозоупорности. ПС 220 кВ Яблоновская, ПС 330 кВ «Белгород», ПС 220 кВ «Витаминкомбинат» Установка управляемой плавки гололеда - оптимизация режимов плавки как на ВЛ различной длины, так и на одной ВЛ в течение времени; - возможность отказа от оснащения ПС несколькими не регулируемыми установками плавки гололеда. ПС 220 кВ ДмитровВыключатель-разъединитель 220 кВ Применение ВР позволяет отказаться от применения разъединителей, повысит надежность схем подстанций и снизит капитальные вложения и эксплуатационные затраты ПП 500 кВ НелымУШР Новый тип управляемого шунтирующего реактора без обмотки подмагничивания со сниженными массо-габаритными параметрами ВЛ 330 кВ «Ирганайская ГЭС - Чирюрт», ВЛ 500 кВ «Красноармейская Газовая» ВЛ 500 кВ «Костромская ГРЭС- Нижний Новгород» ВЛ 220 кВ «Центральная – Шепси» ВЛ 220 кВ «Ухта- Микунь» Стальные многогранные опоры Снижение на % расхода стали, повышение надежности. Использование индивидуального подхода при проектировании ВЛ. ВЛ 220 кВ «Ухта- Микунь»Винтовые сваи Снижение капитальных вложений и трудозатрат, для прохождения заболоченных участков ПС 500 кВ «Бескудниково»2хАСК 100 Мвар Повышение устойчивости узла нагрузки, снятие дефицита реактивной мощности. ПС 400 кВ «Выборгская»СТАТКОМ 50 Мвар. Снятие ограничения на экспорт ЭЭ при ремонтах синхронных компенсаторов преобразовательной ПС. Снижение ограничений при аварийном отключении ВЛ 330 кВ Задачи 2010 года

Приоритетным направлением в области создания ВТСП оборудования в соответствии с Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от является создание ВТСП силового кабеля на напряжение 20 кВ, ток 2 кА, длиной 200 метров и внедрение на ПС 110 кВ«Динамо» Сверхпроводимость. Приоритеты. Эффективность Результаты гг. : 1. Разработан, изготовлен и испытан 3-х фазный ВТСП кабель длиной 30м; разработаны технические требования к ВТСП токоограничителю напряжением до 20 кВ и предложения по его созданию; 2. Изготовлены и установлены на стенде в ОАО «НТЦ Электроэнергетики» 3- и фазы ВТСП КЛ длиной 200 м в комплекте с усовершенствованными вводами, с теплопритоком, уменьшенным в 3 раза по сравнению первыми образцами 3. Спроектирована, изготовлена и испытана на стенде МАИ криогенная система мощностью по холоду 8 кВт, обеспечивающая возможность создания ВТСП КЛ длиной до 5 км. Эффективность: Основные преимущества ВТСП силовых кабелей заключаются в увеличении пропускной способности в мегаполисах, малых потерях в сверхпроводнике, сохранении нормальной экологической обстановки (из- за отсутствия технических масел, минимального электромагнитного и теплового воздействия на окружающую среду), практической пожаробезопасности и уменьшении площадей отчуждения городской территории.

О работе проблемного оборудования на электросетевых объектах в 2009 году

Силовые автотрансформаторы 1. МЭС Юга ПС-330 кВ автотрансформатор типа АТДЦТН /330/110У1, год выпуска 2005, введен в работу в октябре 2007г. Причина отключения: произошло автоматическое отключение автотрансформатора АТ-1 действием дифференциальной и газовой защит. Причиной технологического нарушения явилось межвитковое замыкание в катушках входной зоны в районе линейного выхода 330 кВ последовательной обмотки вследствие локального увлажнения твёрдой изоляции этой обмотки из-за попадания влаги (атмосферных осадков) в бак АТ через нарушенное уплотнение верхней части ввода 330 кВ.

Силовые трансформаторы 2. МЭС Центра ПС 500 кВ автотрансформатор типа АТДЦТН /500/220У3 Причина отключения: Капельная течь масла в коробке выводов встроенных трансформаторов тока со стороны активной части; Устранена путем протяжки стяжных шпилек клеммой коробки трансформаторов тока по всему периметру. 3. МЭС Центра ПС 500 кВ автотрансформатор типа АТДЦТН /220/110У1, 2001 года выпуска Причина отключения: г по результатам обследования выполненного ОАО «Элекросетьсервис ЕНЭС» АТ выведен из работы. При внутреннем осмотре с применением электронно-оптического эндоскопа обнаружено повреждение одной из параллельной ветвей общей обмотки (ОО). Трансформатор нуждается в замене обмотки.

Силовые автотрансформаторы Предложения по решению проблем 1.Внести изменение в конструкцию вводов 330 кВ для исключения увлажнения твёрдой изоляции этой обмотки из-за попадания влаги (атмосферных осадков) в бак АТ через уплотнение верхней части ввода 330 кВ. 2.Внедрить изменение в конструкциях изолирующих крышек встроенных трансформаторов тока для исключения проворота стяжных шпилек и обеспечение их герметичности на протяжение всего срока службы АТ.

Трансформаторы тока 1. МЭС Северо-Запада ПС 220 трансформаторы тока Причина отключения: наблюдается постоянная утечка элегаза, вследствие чего, давление элегаза регулярно снижается до критического. Проведён ремонт. 2. МЭС Юга ПС 220 трансформатор тока Причина отключения: при осмотре было обнаружено снижение давления элегаза произведена замена блока выводов вторичной обмотки и замена элегаза.

Трансформаторы напряжения 1. МЭС Волги ПС 500 кВ Обстоятельства: Апрель Снижение напряжения на вторичных обмотках ниже допустимого уровня в ф.В. Заменена в октябре 2009 ф.В по гарантии заводом-изготовителем. 2. МЭС Центра ПС 500 кВ трансформатор напряжения 500 кВ. Обстоятельства: капельная течь масла из клемных коробок ТН; заменены прокладки.

Конденсаторы 1. МЭС Волги ПС 500 кВ конденсатор связи типа СМА (В)-166/3-18УХЛ1. Причина отключения: разрушение 3-х элементов КС ВЛ 500 кВ по результатам внеочередных испытаний забракованы КС на двух ВЛ 500 кВ (отклонение ёмкости и тангенса выше допустимых норм). Причина повреждения: Заводской брак – некачественный гетинакс КС типа СМА (В)-166/3-18УХЛ1 и типа СМА (В)-166/3-14УХЛ1 поставки 2007 г. Проводится полная замена 108 шт. КС на ПС ОАО «ФСК ЕЭС». 2. МЭС Урала ПС 220 кВ произошло разрушение КС типа СМА (В)-110/3-6,4УХЛ1 изготовленных в 2007 году этого же завода-изготовителя на ВЛ 220 кВ. Вывод: причина повреждения в МЭС Волги и Урала - некачественный гетинакс КС поставки 2007 г.

Коммутационное оборудование 1. КРУЭН МЭС Центра ПС 330 кВ. Причина отключений: повторяющаяся дефекты (были устранены в 2008) - попадание влаги в корпус приводного электродвигателя разъединителей). Электродвигатели замены. В 2009 году в ОАО «ФСК ЕЭС» была проведена переаттестация данного оборудования с акцентированным вниманием на степень защищённости. Изготовитель провел дополнительные работы по улучшению качества.

Коммутационное оборудование 2. КРУЭ на напряжение 500кВ МЭС Центра ПС 500 кВ. В 2009 году произошло 2 случая короткого замыкания внутри объема разъединителя КРУЭ. Так же произошли 2 пробоя изолирующих тяг разъединителей при испытаниях. Причина повреждения: Неоднородность материала изоляционных тяг (п робой изоляционной тяги разъединителя). Дефекты устранены. Заводом-изготовителем выявлена определённая партия изолирующих тяг одного из поставщиков с недостаточными изолирующими свойствами тяг.

Коммутационное оборудование 3. Выключатель 220 кВ 2007 года выпуска. МЭС Юга ПС 500 кВ снижение давление элегаза (снизилось с 6,8 до 4,5 кг/см 2 ). Причина отключений: Снижение давления. Дефект гидропривода

Коммутационное оборудование Предложения по решению проблем 1.Привода серии КРУЭН на напряжение 110, 220 кВ должны соответствовать степенью защищённости не менее IP54. 2.Ужесточить контроль по устранению дефектов на элегазовом оборудовании заводом-изготовителем выявленные в эксплуатации оборудования находящихся на гарантии. При этом при закупках необходимо строго оговаривать сроки их устранения.

24 Общая характеристика аварийности оборудования ПС Распределение технологических нарушений на оборудовании ПС по видам оборудования:

25 40% всех отказов приходится на отказы коммутационной аппаратуры (выключатели, разъединители). Сохраняется большая доля аварийности опорно-стержневой изоляции (разъединителей). Основными причинами отказов первичного оборудования являются отказы по причине старения оборудования. Аварийность новой элегазовой коммутационной аппаратуры на значительно ниже аварийности воздушных и масляных выключателей различных классов напряжения. В среднем аварийность воздушных и масляных выключателей в первом квартале 2009 года составляет 0,033 1/год. Для элегазовых выключателей данный параметр составляет 0,008 1/год. Необходимо отметить значительное снижение плановых и аварийных ремонтных работ на элегазовых выключателях. Общая характеристика аварийности оборудования ПС

26 Аварийность выключателей по данным 1 кв 2009 года Всего Отказы (Технол. нарушения) Дефекты (Особый учет) Элегазовые выключатели Воздушные и масляные выключатели Параметр потока отказов, 1/год элегаз. 0,00770,00260,0052 Параметр потока отказов, 1/год воздух+масло 0,0330,01640,0166 Относительное снижение аварийности, раз.4,56,53

27 Ремонты в ячейках элегазовых выключателей

Проблемы при транспортировании ж/д транспортом оборудования Проблемы при транспортировании ж/д транспортом трансформаторного оборудования Повреждения трансформаторного оборудования после железнодорожной транспортировки: Повреждение деталей крепления активной части. Разрушение изоляции. Повреждение адаптеров высоковольтных вводов.

29 Единой Энергетической Системы Федеральная Сетевая Компания Спасибо за внимание!