Пути повышения надежности и эффективности ЛЭП. Пути повышения надежности и эффективности лэп энергетика тенденции и перспективы
 Скачать 239.91 Kb.
|
1 2 Разработанные Минэнерго России программа, схема и стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации намечают создание в стране высокотехнологичной прогрессивной электросетевой инфраструктуры. Очевидно, что без новой техники, современных технологий, новых материалов и оборудования задачу по повышению надежности энергетической отрасли решить невозможно. Внедрение в строительство линий электропередачи до 500 кВ полимерной изоляции на основе цельнолитой кремнийорганической оболочки далеко не новость, но в настоящее время приобретает все большую актуальность. В российских сетях сегодня эксплуатируется более 2,6 млн километров ВЛ, использующих более 27 млн линейных изоляторов в фарфоровом, стеклянном и полимерном исполнении. Изоляция – чрезвычайно ответственный элемент в линии электропередачи. Составляя очень малую долю в стоимости ЛЭП (менее 2 %), она на 98 % обеспечивает надежность работы линии. Поэтому выбору типа изоляции, ее надежности и долговечности проектировщики энергосистем должны уделять особое внимание, т. к. требуемой надежности ВЛ в случае неправильного выбора можно не получить. На сегодня существует три типа изоляции – фарфоровая, стеклянная и полимерная, и, безусловно, каждая из них имеет как достоинства, так и недостатки, о которых следует сказать подробнее. Если задаться вопросом, какие типы линейных изоляторов устарели окончательно, то без сомнения можно заявить, что это тарельчатые фарфоровые изоляторы. К достоинствам стеклянных изоляторов (СИ) следует отнести, прежде всего, продолжительный опыт эксплуатации и простоту диагностики повреждений. Однако к недостаткам стеклянных изоляторов следует отнести такие факторы, как: • высокая повреждаемость стекла на всех переделах технологического процесса изготовления и монтажа; • снижение надежности работы гирлянд изоляторов в условиях повышенного загрязнения и в прибрежных зонах солевого тумана; • высокая трудоемкость сборки гирлянды и ее монтажа на ЛЭП (стоимость ее сборки на монтаже составляет половину стоимости гирлянды); • токи утечки на стеклянных гирляндах превосходят на 8‑10 % утечки на полимерных изоляторах, что увеличивает потери электроэнергии на воздушных линиях высокого напряжения; • полное отсутствие стойкости к вандализму; • высокая энергоемкость производства, сказывающаяся в конечном итоге на цене (стоимости) гирлянды. История становления и развития полимерной изоляции берет свое начало с конца 70‑х годов прошлого столетия. Первоначально с высокой степенью осторожности полимерными изоляторами оснащались только отдельные опоры и небольшие участки ВЛ 110‑750 кВ. В конце 1980‑х годов после успешного опыта эксплуатации, повторных испытаний демонтированных образцов и проведенных обследований опытных участков перешли к применению полимерных изоляторов (ПИ) на высоковольтных линиях в целом. В начале 90‑х годов прошлого столетия первопроходцами в производстве ПИ для ЛЭП на основе кремнийорганических смесей стали такие предприятия, как АО «Энеръгия+21» и СибНИИЭ. Именно эти организации-изготовители в полной мере освоили серийное производство полимерных изоляторов первого поколения (последовательная сборка защитной оболочки изолятора). Однако, как показала практика, конструкция и технология изготовления таких изоляторов не обеспечивали их устойчивую надежность. Поэтому с 2006 г. применение таких изоляторов в энергосистемах было запрещено. С начала текущего столетия производители полимерных изоляторов стали осваивать конструкции и технологии производства цельнолитых изоляторов с оребрением из кремнийорганических резиновых смесей. Это, по сути, был гигантский шаг в завтрашний день полимерной изоляции. С развитием технологии производства ПИ следует отметить и рост экономической эффективности их применения. Если на стадии «шашлычной» технологии стоимость гирлянды СИ и ПИ были примерно равнозначны, то с применением цельнолитой оболочки ПИ разница в стоимости гирлянд очень значительна. Для примера предлагается рассмотреть уровень цен на СИ и ПИ в 2001 и 2018 гг. (см. табл.).  Как видно, разница в цене гирлянды составляет как минимум два раза. Если учесть транспортные расходы по доставке на склад потребителя и в дальнейшем к месту монтажа, разница в пользу ПИ будет только увеличиваться. Значение внедряемой технологии для всей индустрии сетевого строительства в энергетике трудно переоценить. Испытания, проведенные в ВЭИ им. В. И. Ленина, показали абсолютную надежность и качество полимерных изоляторов, которые сохраняют свои характеристики и после длительных сроков эксплуатации в самых экстремальных условиях. Это была совместная трудовая победа коллективов ЗАО «Электросетьинвест+», ОАО «СКТБ по изоляторам и арматуре», АО «Энеръгия+21» и ЗАО «НПО «Изолятор». Аттестационные комиссии ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети», оценивая технический уровень созданной продукции различных производителей ПИ, разрешили их поставку на объекты ФСК ЕЭС и «Россетей». Полимерные изоляторы также активно эксплуатируются на объектах компаний «Газпром», «Транснефть», РЖД. Показатель надежности полимерных изоляторов возрос, достигнув уровня 10‑6, в сто раз превысив надежность стеклянных и фарфоровых изоляторов, показатель надежности которых не превышает 10‑4‑10‑5. Казалось бы, при таком очевидном превосходстве в основных технических параметрах и технологии изготовления (не говоря уже о простоте сборки и монтажа) должна широко открыться перспектива для внедрения полимерной изоляции – изоляции XXI века: наконец‑то на рынке появился реальный конкурент стеклянной изоляции, которая десятилетиями диктует цены. Однако этого не произошло. Некоторые руководители ФСК ЕЭС совершенно серьезно начали предлагать: «Давайте смонтируем полимеры на опытных участках ЛЭП и еще понаблюдаем лет 20‑25, а тогда и примем решение по использованию полимерной изоляции». Здоровый консерватизм, конечно, нужен, но не до такой же степени! Невосполнимый урон продвижению инновационной технологии нанесло утвержденное в 2011 г. «Положение о технической политике ПАО «ФСК ЕЭС», где в разделе 2.3 «Линии электропередачи (ЛЭП)», п. 2.3.1.5, было категорично записано: «На ВЛ 220 кВ (круглогодично доступных) следует применять полимерные изоляторы цельнолитые с кремнийорганической оболочкой при наличии индикатора перекрытия». Положение о технической политике было утверждено, затем закреплено стандартом СТО 56947007‑29.240.55.192‑2014, а индикатора перекрытия как не было, так и нет по сей день. Опытные образцы не утвержденного в ПАО «ФСК ЕЭС» индикатора перекрытия так и остались не запущенными в производство. Потеряны годы. Проектные институты закладывали и закладывают в проектные решения только стеклянные гирлянды, и ни о какой конкуренции не может быть и речи, хотя рекомендовано для ЛЭП до 500 кВ включительно тип изоляции подбирать исходя из результатов технико-экономического сравнения вариантов. Как исключение, стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007‑29.240.55.192 допускает применение полимерной изоляции без индикатора перекрытия, если ВЛ оснащена высокоточными техническими средствами определения места повреждения. Это решение руководства и технических служб ПАО «ФСК ЕЭС» хоть и запоздало, но абсолютно верно. Прежде всего, следует думать о надежности линии, ее долговечности и простоте отыскания повреждений. Нужно уважать эксплуатацию и помнить главный принцип – «смонтировал и забыл», а уж если и возникла аварийная ситуация, то не гадать на «кофейной гуще», а точно знать, на какой километр и в какой пролет направлять бригаду ремонтников. В настоящее время в России довольно успешно функционируют приборы ОМП четырех производителей: НПП «Бреслер», ОАО «НТЦ СибНИИЭ», ООО «БО-Энерго» и присутствующей на мировом рынке более 20 лет фирмы Qualitrol (США). Наиболее надежным методом определения места повреждения признан метод «бегущей волны», когда точка повреждения определяется одновременно с двух противоположных концевых участков линии. Точность показания прибора совершенно не зависит от длины линии, достигающей порой протяженности сотни километров, и от ее конструктивной неоднородности. Проведенные испытания показали, что приборы достигают высокой точности (±150 метров, т. е. в пределах одного пролета). На сегодня «волновые системы» уже применяются в «Тюменьэнерго», «Сахалинэнерго», МЭС Сибири, «Якутскэнерго» и ряде других. Благодаря высокой точности фиксации мест повреждений отпадает необходимость в многочисленных обходах и использовании дорогостоящих вертолетов для отыскания поврежденного участка. Прошло уже более 30 лет с того момента, как в энергетической отрасли появилась полимерная изоляция. Много грамотных полезных решений было принято за все эти годы. Пройден путь от сомнительных полимерных композитов до высококачественной кремнийорганической резины, от ручной «шашлычной» сборки до высокотехнологичных цельнолитых полимерных изоляторов. Но нельзя забывать, что в сложном процессе освоения полимерной изоляции было допущено и немало ошибок. Чего стоило только внедрение и серийный выпуск на протяжении 10 лет полимерных изоляторов с полиолефиновой защитной оболочкой (серия ЛП). Они, по сути, дискредитировали полимерную изоляцию. А сколько загадок и неприятностей доставили изоляторы с некачественной адгезией при ручной сборке в цехах! Но сегодня следует признать, что полимерные изоляторы серьезно усовершенствовались. Более 10 лет прошло с того момента, как прочно узаконилась технология выпуска изоляторов с цельнолитой кремнийорганической оболочкой, которая многократно повысила надежность полимерной изоляции. Кроме того, хочется обратить внимание заказчиков, что, несмотря на разработанные и принятые в ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети» правила закупок, на рынке продолжает появляться продукция, продаваемая через посредников и появляющаяся затем на объектах без должной гарантии качества, а порой и вообще без сопроводительных документов. Давно пора признать, что покупать лучше всего у непосредственного производителя, а не через вторые-третьи руки. В мире сейчас идет массовое внедрение полимеров. По материалам доклада на Всемирном конгрессе СИГРЕ / МЭК, доля полимеров с 23 % в 90‑е годы выросла в настоящее время до 42 %, в то время как на объектах ПАО «ФСК ЕЭС» она составляет всего лишь 1,8 %. В Китае сегодня 98 % линий 220 кВ и выше строятся на полимерной изоляции, а мы все продолжаем сомневаться: «Как бы чего не вышло?» А что может случиться, если полимерная изоляция имеет степень надежности 10‑6? Поэтому и в тайге, и на болотах, и в других труднодоступных местах тоже нужно применять полимерную изоляцию, как более надежную, проще монтируемую и легче доставляемую до объекта. Но для этого, прежде всего, следует пересмотреть действующие на сегодня «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ-7 глава 2.5), утвержденные приказом № 187 Минэнерго России в 2003 г., и подкорректировать вышеупомянутый стандарт СТО 56947007‑29.240.55.192‑2014 «Нормы технологического проектирования воздушных линий электропередачи напряжением 35‑750 кВ». Они давно требуют переработки, а проектные организации и эксплуатационники неукоснительно продолжают следовать устаревшим правилам и закладывать в проектных решениях преимущественно стеклянную изоляцию. Показательно, что страны Средней Азии, откуда в советские времена приезжали к нам учиться и перенимали передовые технологии, теперь, опережая нас, построили и строят ЛЭП протяженностью в 600‑800 км и напряжением 220‑500 кВ в полимерной изоляции. Только в последнее время на полимерной изоляции построены: в Казахстане – ВЛ 500 кВ Алматы – Алма (315 км), ВЛ 500 кВ Север – Юг (1080 км), две линии 500 кВ Аксу – ГРЭС (306 км); в Узбекистане – ВЛ 500 кВ Талимарджанская ТЭЦ – ПС Согдиана (215 км); в Туркменистане строится ЛЭП 500 кВ Ашхабад – Балканабад – Туркменбаши (870 км). А мы за 10 лет построили в полимерах только одну линию 500 кВ Курган – Козырево и ждем (по всей вероятности, 25 лет), чтобы оценить надежность полимерной изоляции и разрешить ее дальнейшее использование. Применение полимерной изоляции на каждых 100 км ЛЭП 500 кВ дает экономию в 64,7 млн рублей без учета экономии от снижения утечек тока. Хочется верить, что в этот кризисный период, когда правительство только и занимается секвестированием проектов, техническое руководство ПАО «Россети», а особенно ПАО «ФСК ЕЭС», задумается над потерей государственных средств, как, кстати, и над потерями тока в сети. В ряде стран на опорах воздушных линий электропередачи высокого напряжения устанавливаются датчики для мониторинга утечки тока на гирляндах изоляторов, и уже определено, что на полимерной изоляции потери значительно ниже. А у нас учета потерь тока в сетях по видам изоляции нет. На железных дорогах ПАО «РЖД», которые широко использует полимерные изоляторы, потери на 8 % меньше, чем на стекле, только вследствие повышенной гидрофобности кремнийорганической изоляции. Настало время проводить перевооружение и реконструкцию и вместе с тем строить новые линии электропередачи и подстанции. И где, как не здесь, открываются возможности активного применения полимерной изоляции. Предприятия, мощности которых позволяют обеспечить рост в применении ПИ в России, имеются. В завершение хотелось бы вновь обратить внимание руководителей отрасли, что сейчас как никогда подготовлена почва для внедрения прогрессивной технологии и материалов. 25 лет развития и созидания Есть на Южном Урале предприятие, чья продукция узнаваема и востребована энергетиками России и ближнего зарубежья на протяжении 25 лет. Это предприятие АО «Энеръгия+21». В июне 1993 г. при содействии энергосистем Урала было создано новое производство высоковольтных полимерных изоляторов. Продукция предприятия была совершенно уникальной и новой для российской энергетики и пришла на смену фарфоровым и стеклянным аналогам. С самого начала своей деятельности АО «Энеръгия+21» увеличивало производственные мощности и параллельно осваивало выпуск новых изоляторов и других изделий для энергетики России. Первый полимерный изолятор нового поколения специалисты предприятия создали в 1994 г. на базе разработок Сибирского НИИ энергетики (Новосибирск). Сегодня предприятие выпускает более трехсот видов продукции, рассчитанной на классы напряжения от 10 до 500 киловольт, – для ЛЭП, подстанций и контактной сети железных дорог. Постоянный поиск новаторских решений, внимание к пожеланиям и требованиям клиентов, ответственность при выполнении заказов позволяют АО «Энеръгия+21» сохранять имидж надежного партнера, обеспечивать высокую востребованность своей продукции, и поддерживать энергобезопасность страны. 1 2 |