>>Более правдоподобная картина. Мнение ведущего эксперта М.Гельмана
>
>Бредовато. Судя по первым доступным сведениям произошло разрушение трансформатора, но не силового, а тока (измерительный трансформатор), в возрасте 42 лет. Такого возраста достаточно для существенного износа твердой изоляции (бумаги). При разрушении трансформатора тока его осколки повредили соседнее оборудование и воздушную магистраль, что привело к необходимости отключения систем ши 220 кВ. Это отключение систем шин резко ослабило сеть 220 кВ.
Вестник «Мосэнерго», N 32 (241) от 23 сентября 2004 г.
Возможности усиления отключающей способности масляных и воздушных выключателей, установленных на подстанциях «Мосэнерго» исчерпываются, а задача ограничения токов короткого замыкания (сокращенно т.к.з.) была, есть и будет. Со временем она превратилась в сложнейшую научно-техническую проблему. Сегодня назрела необходимость разработки перспективной программы по ограничению роста т.к.з. Кроме того, требуется разработать новые методы (способы) по ограничению т.к.з. и применению нового оборудования. Например, специалисты предлагают устанавливать линейные токоограничивающие реакторы в существующих распределительных устройствах, в сети 110-220 кВ при реконструкции, также продолжать работы по установке реакторов в нейтрали автотрансформаторов.
Москва – огромный центр концентрации энергии. Здесь, на сравнительно небольшой площади, сосредоточено огромное количество генерирующих источников, соткан «клубок» многочисленных связей 110, 220 и 500 кВ, в том числе 70 связей со смежными энергосистемами ОЭС Центра. В настоящее время, несмотря на сильное секционирование, токи короткого замыкания в сетях достигли предельных отметок: 500 кВ — 32,7 кА, 220 кВ — 35,6 кА, 110 кВ-37,6 кА. На многих подстанциях и электростанциях т.к.з. превышают допустимые пределы по оборудованию: действующие выключатели не справляются с отключением, а почти все AT 500 кВ и 220 кВ в черте Москвы не выдерживают сквозных т.к.з.
Не будем рисовать катастрофических картин, как в кинематографе, но Нью-Йоркские аварии 60-х, 70-х, 2003 года и аналогичные массовые обесточения других крупных городов мира, иметь в виду все же надо. Тем более что в результате реформирования Московской энергосистемы предполагаются похожие на «западные» принципы управления.
Сеть 500 кВ
Наиболее опасным по масштабам и последствиям аварийным режимом является разрыв Московского кольца 500 кВ по причине превышения токов короткого замыкания на шинах 500 кВ над отключающей способностью выключателей.
В принципе, сама проблема объективно «порождена» растущим энергопотреблением и увеличением генерирующих мощностей. В 1975 году максимальный т.к.з. на шинах ПС 500 кВ составлял 22,8 кА при отключающей способности выключателей 18,4 кА. Поэтому к 1985 году все выключатели были усилены с расчетом на будущее, можно сказать, с опережением – до 31,5 кА.
К 1990 году т.к.з. достигли 31,7 кА и, естественно, продолжали расти и после. Сейчас т.к.з. составляет 32,7 кА. На шинах 500 кВ ПС Чагино 8 выключателей уже не справляются с отключением. Предельные значения т.к.з. достигнуты на ПС Пахра (31,1 кА при 6 выключателях с отключающей способностью 31,5 кА) и ПС Очаково (28,6 кА при 5 выключателях с отключающей способностью 29 кА).
Сети 220 кВ
Максимальная величина т.к.з. в этих сетях с 1975 года выросла с 27,8 до 35,6 кА. По сравнению с 1975 годом установленная мощность энергосистемы выросла более чем на 70 %, с 8096 до 15 118 МВт. Тогда в системе был всего один AT 500/220 кВ мощностью 501 MBА на ПС Трубино, сейчас их уже 7, общей мощностью 3507 MBА. Кроме того, расширилась сама энергосистема: количество подстанций 220 кВ возросло с 20 до 59, количество выключателей 220 кВ — с 262 до 595, длина линий электропередач 220 кВ увеличилась с 3000 км до 4822 км.
Максимальное значение т.к.з. в этих сетях — 35,6 кА. Оно уже достигнуто на шинах 220 кВ ПС Чагино, где 16 выключателей имеют отключающую способность 31,5 кА. На ПС Восточная 3 выключателя обладают отключающей способностью в 26,3 кА при т.к.з. 29,3 кА. Поскольку в течение длительного времени модернизации выключателей 220 кВ не происходило, начавшуюся в 2002 году замену масляных на элегазовые выключатели, которые обладают отключающей способностью 40 кА, следует считать почти что прорывом.
На ТЭЦ-21, где ток короткого замыкания составляет 32,2 кА, были заменены выключатели на АТ-93 и Т-96, они имели отключающую способность всего 30 кА. Теперь на очереди замена выключателя на ВЛ 220 кВ ТЭЦ-21 — Старбеево II с отключающей способностью 31,5 кА.
Сети 110 кВ
В сети 110 кВ максимальный уровень достигнут на ТЭЦ-23 (он составляет 37,6 кА), а на ТЭЦ-20 II с.ш., ПС Бескудниково I с.ш., Карачарово, Угреша, Болятино, Тополь, Н. Подлипки, Метростроевская, Сокольники, Нарофоминск, Андроньевская этот уровень близок к предельному, всего требуется заменить 46 выключателей. Замена одного выключателя планировалась в 2002 году на ТЭЦ-20, но отложена на неопределенный срок из-за отсутствия финансирования.
Характерным примером роста т.к.з. вследствие наращивания генерирующих мощностей является ситуация на ТЭЦ-11. После реконструкции и включения новых линий Фрезер III и ТЭЦ-11 – Баскаково т.к.з. значительно вырос как на шинах 110 кВ самой станции, так и в прилегающем районе, что привело к необходимости разомкнуть шины 110 кВ ТЭЦ-11. И все равно т.к.з. на I с.ш. ТЭЦ-11 составляет 34,1 кА, а это превышает отключающую способность одного выключателя. Второй выключатель с недостаточной отключающей способностью (на линии ТЭЦ-11 — Фрезер II) был заменен в 2002 году.
На ПС Болятино т.к.з. вырос с 26,6 до 28,1 кА, при этом у двух выключателей отключающая способность составляет всего 20 кА. Выключатели на КЛ ТЭЦ-8 – Карачарово I, II имеют отключающую способность 20 кА, еще 4 выключателя на секции Север - 26,3 кА. Если учесть, что в нормальном режиме т.к.з. на секции Север достиг величины 31,6 кА, а на секции Юг – 24,7 кА, то ситуация здесь критическая.
Близко к отключающей способности выключателей (31,5 кА) подошли значения т.к.з. на ПС Очаково на I с.ш. 2 с 110 кВ и ПС Ногинск.
На ряде ТЭС и ПС выключатели имеют такую отключающую способность, которая препятствует созданию надежных ремонтных схем: ТЭЦ-11 II с.ш., ТЭЦ-16, ТЭЦ-20 I с.ш., ПС Бутырки I с.ш., Фили, Т. Стан, Н. Кунцево, Кожухово, Карачарово Юг и трансфер, Барвиха, Н. Братцево, всего 73 выключателя.
Если смотреть в целом на картину токов короткого замыкания в основных сетях, то требуется заменить 19 выключателей из 63 в сети 500 кВ, 29 выключателей из 595 в сети 220 кВ, 119 выключателей из 2521 в сети 110 кВ. К тому же большое количество выключателей подлежит замене по своим техническим характеристикам и из-за длительного срока эксплуатации.
В связи с ростом уровней токов короткого замыкания в последние годы предпринимались следующие меры:
Замена и модернизация выключателей.
Применение, в качестве временной меры, автоматов снижения т.к.з. (AСT). Установлено 4 ACT в сети 220 кВ (на АТ-5, АТ-6 ПС Чагино и на АТ-1, АТ-2 ПС Трубино) и 19 ACT в сети 110 кВ. Однако широкое применение ACT нежелательно из-за недостаточной надежности.
Секционированное деление сети 110-220 кВ. Сейчас в сети 220 кВ 17 точек деления (из них 2 на выключателях линий Владыкино—Бескудниково I и Омега—Радищево II). В сети 110 кВ 96 точек деления. Например, из-за высоких т.к.з. разомкнуты транзиты Н. Кунцево—Сетунь—Рублево, Н. Кунцево—Солнцево—Чоботы, отключены КЛ Даниловская — Павелецкая 1, II, Карачарово—Андроньевская I. Для поддержания необходимого уровня надежности при секционировании шин и на отключенных ЛЭП приходится внедрять АВР на высоком напряжении. Дальнейшее секционирование может привести к недопустимому снижению надежности энергосистемы.
Установка токоограничивающих реакторов в нейтрали AT. В системе «Мосэнерго» 7 AT напряжением 500/220 кВ и 5 AT напряжением 500/110 кВ, где установлены реакторы в нейтрали. Установка реакторов в нейтрали автотрансформаторов позволяет снизить сквозные трехфазные токи к.з. и токи однофазного к.з. в прилегающей сети на шинах 220 кВ в среднем на 10%, на шинах 110 кВ — на 20%,а в обмотке среднего напряжения AT — в среднем на 20% по 220 кВ и на 30% по 110 кВ.
На сегодняшний день возможности модернизации выключателей практически исчерпаны, часть их усиливалась несколько раз. Единственный выход – замена выключателей, в том числе и модернизированных. Дорого, но другого выхода просто нет.
Эдуард Порет
---------
"Первоначальной причиной нагрева токоведущих частей или корпусов электрооборудования является большой ток или повышение сопротивления в цепях. Большой ток может быть вызван коротким замыканием в цепях за данным аппаратом или увеличением тока нагрузки. Неотключенный ток короткого замыкания может вызвать перегорание токоведущих частей внутри аппарата, замыкание между фазами и на корпус аппарата, что может вызвать большой нагрев корпуса аппарата или его выгорание с опасностью пожара. Ток нагрузки для данного аппарата может быть большим тогда, когда он выбран неправильно для данного тока.
Ток короткого замыкания, проходящий через заземляющие проводники, может вызвать искрение в ненадежных зажимах или перегорание проводников, что также является пожарной опасностью.
Источником нагрева могут быть слабые зажимы в токоведущих частях или заземляющих проводниках. Детали слабого зажима нагреваются и окисляются, что еще больше увеличивает сопротивление и нагрев.
Если не принять мер, то зажим может перегореть, что может вызвать замыкание между фазами и на корпус аппарата и может привести к выгоранию корпуса. " Справочник электрика.Раздел Пожарная безопасность.
