Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Распределительные устройства сверхвысокого напряжения

Распределительные устройства сверхвысокого напряжения

подстанция на 765 кВ
Строящаяся в Индии подстанция на 765 кВ

Надежные поставки электрической энергии являются основой современной экономики. Возможность безопасного и надежного функционирования таких поставок зависит от высоковольтного распределительного оборудования. Постоянное увеличение спроса на увеличение передаваемой мощности и снижение потерь при передаче электроэнергии способствует использованию сетей сверхвысокого напряжения. Этот термин применяется к напряжениям 750 кВ, 1100 кВ и 1150 кВ.

Системы сверхвысокого напряжения, как для переменного, так и для постоянного тока применяются для обеспечения увеличения потребления электрической энергии, и для поддержки существующих систем передачи электроэнергии. Они, в сущности, представляют собой пути передачи электрической энергии, обладающие наивысшей пропускной способностью и наивысшей эффективностью. Массивные передачи энергии на большие расстояния являются - вполне естественно - прерогативой крупных стран. Поэтому сети сверхвысокого напряжения были развернуты в таких странах, как Китай, Россия, Индия, Канада, Южная Африка, и Соединенные Штаты. Однако продолжающаяся урбанизация наряду с переходом выработки электроэнергии на основе возобновляемых, и располагаемых в море источников энергии, приводит к тому, что технологии сверхвысокого напряжения становятся повсеместными.
Сети сверхвысокого напряжения на основе переменного тока требуют наличия электромеханического распределительного оборудования, способного обслуживать коммутационные требования штатного функционирования, защиту в случае коротких замыканий, и операции, связанных с эксплуатацией и обследованием сети. В состав портфолио компании АВВ входят колонковые выключатели с воздушной изоляцией, баковые выключатели, гибридные выключатели, и КРУЭ. Каждый тип этих распределительных устройств имеет специфические характеристики, ориентированные на лучшее удовлетворение конкретных потребностей пользователей. Проектирование и создание высоковольтного распределительного оборудования, способного обеспечить жесткие требования безопасности, производительности и надежности, является сложной задачей. Но в решении именно этой задачи компания АВВ занимает ведущие позиции в течение последних 50 лет технических инноваций и плотного взаимодействия с электрическими компаниями.
Ключевым аспектом успешного лидерства АВВ в реализации оборудования энергетических систем сверхвысокого напряжения, является сила и гибкость ее модульного подхода к конструированию и производству всех выпускаемых компанией высоковольтных выключателей всех типов. Компанией АВВ выпускаются самые мощные одноэлементные прерыватели, используемые и с колонковыми выключателями и с конструкциями в металлической оболочке. Компания также выпускает наиболее полный диапазон приводов выключателей, которые позволяют компании быстро разрабатывать надежные, высокопроизводительные распределительные устройства для обеспечения нужд потребителей.
Ведущая роль компании АВВ в проектировании распределительного оборудования не ограничивается прерывателями и приводами выключателей. Она выпускает и другие компоненты технологии сверхвысокого напряжения, такие как комбинированные изоляторы, использующие кремнийорганический каучук для изолирующих втулок, металлические варисторы для защиты от скачков напряжения, нестандартные инструментальные трансформаторы, и датчики для изменения тока и напряжения.

Технологии сверхвысокого напряжения с воздушной изоляцией

Электрические сети и соответствующие подстанции часто изолируются воздухом - высокое напряжение находится вдали от земли и персонала, отделяемое от них десятками метров (Рисунки 1-2)

1. Примеры лидерства АВВ в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения с воздушным охлаждением

1965

Первый в мире колонковый включатели на 800 кВ (с воздушным дутьем)

1989

Первый в мире одноэлементный элегазовый колонковый выключатель на 300 кВ

2001

Первый в мире баковый включатели на 800 кВ

2008

Первый в мире элегазовый колонковый выключатель на 800 кВ с отдельными приводами по каждой фазе

2009

Первый в мире элегазовый колонковый выключатель на 550 кВ без распределяющих конденсаторов

2010   

Установлен первый выключатель постоянного тока с интегрированным оптоволоконным датчиком тока

2011   

Установлен первый в мире шунтирующий выключатель постоянного тока для сверхвысокого напряжения 1100 кВ

2012

Спроектированы и испытаны первые в мире разрядник скачков сверхвысокого напряжения 1100 кВ постоянного тока, разделительный конденсатор и конденсаторный фильтр


2. Компоненты системы сверхвысокого напряжения 1100 кВ постоянного тока
Компоненты системы сверхвысокого напряжения

Рисунки 1 & 2 - примеры лидерства АВВ в области распределительного
оборудования сверхвысокого напряжения, и компонентов оборудования для 1100 кВ.

            Мощность и надежность прерывателей и приводов колонковых выключателей АВВ (построенных на одноэлементных прерывателях, рассчитанных на работу в условиях от - 60°C до + 50°C, для 300 кВ, 5,000 А, 80 кА) обеспечивают основу для создания наиболее надежных и проверенных решений на базе колонковых выключателей для напряжений до 1200 кВ и тока до 80кА. Объединяя знания и опыт в создании комбинированных изоляторов, и дополняя их такими современными технологиями, как оптоволоконные датчики тока АВВ, компания может предлагать наиболее надежные и наиболее компактные решения для сверхвысоких напряжений, применимые как для постоянного, так и для переменного тока.  Колонковые выключатели АВВ поддерживают и защищают системы сверхвысокого напряжения по всему миру - в Китае, Индии, Канаде, России, Соединенных Штатах, Украине и Венесуэле, а также и в других местах (Рисунок. 4).

Сравнение высоты различных выключателей

Рисунок 4 Сравнение высоты различных выключателей

            Основой баковых выключателей АВВ для сверхвысокого напряжения служат одноэлементные прерыватели для 362 кВ, 63 кА и 5,000 А. С использованием подогревателей баков, выключатели и их приводы могут функционировать в условиях от - 50°C до + 40°C. Эти прерыватели и приводы обеспечивают основу для производства часто применяемых и проверенных баковых выключателей на 800 кВ. Аналогичные прерыватели и приводы, используемые в КРУЭ, поставляемых для проекта подстанции Бина в Индии, позволяют расширить характеристики баковых выключателей до 1200 кВ.
В 2000 году копания АВВ первой в мире установила баковый выключатель для напряжения 800 кВ. С тех пор, баковые выключатели на 800 кВ стали использоваться в системах сверхвысокого напряжения, в частности, в Китае, Соединенных Штатах и Южной Африке.

            Технология сверхвысокого напряжения на основе элегаза

            Применение металлических корпусов и элегаза в качестве изолятора дает возможность создания более компактных высоковольтных распределительных устройств. Одна из компаний, предшествующих АВВ ввела технологию КРУЭ на рынок в 1965 году для подземной подстанции на 170 кВ, установленной в городском центре Цюриха (Швейцария) в следующем году. В 1976 году компания ABB поставила свое первое КРУЭ в Клэйрвилл (Канада).
Установив в 1986 году первый в мире КРУЭ на 800 кВ в Южной Африке, АВВ подтвердила свое технологическое лидерство в системах сверхвысокого напряжения. Эта, так называемая, альфа-подстанция находится в эксплуатации более 20 лет, работая без отказов или незапланированных отключений.
Первая в мире сеть переменного тока с напряжением 1100 кВ, построенная в Китае, успешно эксплуатируется с момента, когда в нее была подана энергия в 2009 году. Для этой сети компания АВВ разработала полный набор компонентов КРУЭ, включая выключатели с замыкающими резисторами, разъединителями, переключателями заземления, токовыми трансформаторами, шинами, выводами и изоляторами, и осуществила их комплексные испытания совместно с китайским производителем коммутационного оборудования, компанией Ксиян Шики. АВВ поставила основные компоненты для установки гибридного КРУЭ на 1100 кВ на подстанцию Джингмен и продолжает поставлять основные компоненты, такие как разделители, прерыватели и приводы выключателей для нескольких китайских производителей распределительных устройств, с целью поддержки и расширения сети 1100 кВ в Китае (см рисунок 3)

КРУЭ 1100 кВ

Рисунок 3  КРУЭ 1100 кВ для Китая

            В Индии, электрическая сеть сверхвысокого напряжения также находится в фазе испытаний, планирования и ввода в эксплуатацию. Ввод в эксплуатацию этой сети передачи электроэнергии на 800 кВ, связан с рядом тендеров на возведение нескольких подстанций, включая и распределительные устройства сверхвысокого напряжения, как КРУЭ, так и изолированные воздухом. Компания АВВ обновила свою конструкцию КРУЭ 800 кВ, которая была поставлена для этой альфа-подстанции, чтобы новое оборудование соответствовало сегодняшним стандартам для типовых испытаний функционирования, и для обновления до современных технологий. Часть этой программы обновления выполняет полную последовательность типовых испытаний, согласно современным стандартам и требованиям к электрическим сетям комитета Powergrid в Индии.
Сеть передачи электроэнергии на 1200 кВ в Индии сейчас находится в стадии испытаний, и комитет Powergrid  Индии установил в Бина испытательную станцию на 1200 кВ, позволяющую производителям устанавливать и испытывать свое оборудование для сверхвысокого напряжения. Эта испытательная станция запитана от трансформаторов, соединенных с сетью 400 кВ с обоих концов короткой воздушной линии электропередачи. Она обеспечивает прохождение потока электроэнергии напряжением 1200 кВ через оборудование, создавая условия для проведения его испытаний (Рисунок 5).

схема сети 1200 кВ

Рисунок 5. Энергия из Сатна в Бина будет доставляться через испытательную станцию на 1200 кВ.

            АВВ согласилась профинансировать и смонтировать на испытательной станции в Бина один испытательный полюс для гибридных КРУЭ. КРУЭ называется "гибридным", если его шины изолированы воздухом, но все остальное оборудование, такое как выключатели, выводы, элементы соединений, управляемые вручную разъединители, токовые трансформаторы и датчики имеют герметичную конструкцию с изоляцией элегазом. Для данного испытательного полюса применяются компоненты КРУЭ семейства ELK-5. Это связано с тем, что проведенные на них типовые испытания удовлетворяют требованиям, указанным комитетом Powergrid Индии.

Параметр                                                                             ELK-5            Спецификации Бина

Напряжение                                                                          1200 кВ                      1200 кВ
Системное напряжение                                                        1150 кВ                      1150 кВ
Уровень выдерживаемого импульсного разряда молнии  2400 кВ                      2400 кВ
Оценка pfwv короткого замыкания на землю                                1100 кВ, 1 мин                       1150 кВ
Оценка pfwv короткого замыкания через длину изолятора          1100 +635 кВ             1400 кВ
Оценка импульса молнии через открытый участок                      2400 + 900 кВ                        2400 +690 кВ
Оценка импульса переключения на заземление                 1800 кВ                      1800 кВ
Оценка импульса переключение через отрытый участок 1675 +900 кВ             1675+(980)кВ
Оценка частоты тока                                                           50 Гц                          50 Гц
Оценка нормального тока для цепей фидера                                 5000 А                                    5000 А
Оценка нормального тока для основных цепей шины       8000 А
Оценка выдерживаемого тока короткого замыкания                     50 кА, 3 сек                50 кА
Оценка выдерживаемого пикового тока                            135 кА                                    135 кА
Уровень частичного разряда каждого компонента КРУЭ < 3pC при Um/ 3       

Таблица. Сравнение показателей основного оборудования ELK-5, и требований Бина.

            Испытательный полюс гибридного КРУЭ на 1200 кВ собирается и проходит заводские испытания на фабрике АВВ по производству распределительного оборудования в Вадодара (Индия) под наблюдением Powergrid Индии. Монтаж и ввод в эксплуатацию были проведены в феврале 2013 года.

Лидерство в отрасли распределительного оборудования

Компания АВВ является лидером в области технологий и рынка для большинства технологий распределительного оборудования переменного тока сверхвысокого напряжения. Она продолжает инвестиции в разработку новых продуктов, обновление и увеличение уровня высокого напряжения. А также использует рыночные преимущества для подстанций, как с воздушной изоляцией, так и с КРУЭ.
Последней разработкой в области сверхвысоких напряжений явилась установка шунтирующего выключателя на 1100 кВ. В технологии КРУЭ выполняется обновление оборудования ELK-5 до уровня напряжения 1150 кВ, используемого в Индии, и установка соответствующих гибридных КРУЭ на подстанции Бина.

 
« Ранжирование силовых трансформаторов по техническому состоянию   Расчет тепловых полей высоковольтных маслонаполненных вводов »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.