Компактная подстанция

Тему дороговизны земли, на которой стоит (под)станция, первым поднял писатель Льюис Кэрролл. В книге «Алиса в зазеркалье», написанной ровно 140 лет назад (в 1871 г.), имеется следующий диалог, произошедший в вагоне поезда:

- Ваши билеты! - сказал Контролер, всовывая голову в окошко…
- К сожалению, у меня нет билета, - испуганно сказала Алиса. - Там, где я села, не было кассы...
И хор голосов подхватил:
- Там не было места для кассы! Знаешь, сколько стоит там земля? Тысячу фунтов - один дюйм!...

Понятно, что в данном случае речь идет не об электрическом объекте, а о железнодорожной станции. Тем не менее, тема дороговизны земли обозначена недвусмысленно.

Комплектующие и компоновка

Вопрос уменьшения землеотводов под энергетические объекты с каждым годом становится все более актуальным, причем не в последнюю очередь в отношении электрических подстанций каковые, во многих случаях, просто невозможно вынести за пределы населенного пункта. Обычно задачу уменьшения габаритов подстанции решают двумя способами: применяя компактные комплектующие и/или используя резервы компоновки. Наиболее радикальным вариантом компоновочного решения можно считать проект двухэтажного закрытого распределительного устройства (ЗРУ) (рис. 1). Ну а способов сэкономить место, применяя компактные устройства существует огромное множество. Например, вместо классического открытого распределительного устройства (ОРУ) можно соорудить распредустройство на ячейках типа PASS. Хочется еще компактнее – вот вам, пожалуйста, комплектное элегазовое распределительное устройство (КРУЭ). А еще можно масляный трансформатор заменить на сухой. Он сам по себе меньше места занимает, плюс не нужен бассейн для слива масла. Или вот довольно известный пример из жизни – использование окисноцинковых ограничителей перенапряжения на ОРУ 500 кВ Саяно-Шушенской ГЭС позволило снизить габариты распредустройства на 12%.

Рис. 1

Если продолжать гонку за уменьшением габаритов подстанции, то можно вспомнить о многофункциональных устройствах, каждое из которых выполняет работу сразу нескольких приборов. Например, существует и применяется комплектный коммутационный модуль, работающий как выключатель и разъединитель. Причем, как такового разъединителя там нет, разрыв цепи реализуется путем выкатывания тележки с выключателем из неподвижных контактов. Так же существуют многофункциональные измерительные трансформаторы, устройства для систем релейной защиты, для грозозащиты и т.п.

Увы, оборотной стороной упомянутых способов «обжатия» подстанции часто становится цена. Двухэтажный корпус с несущим перекрытием удовольствие не из дешевых. Да и компактные комплектующие почти всегда стоят дороже традиционных.

Блочно-модульный подход

Третий путь отличается от вышеописанных тем, что позволяет ощутимо уменьшить габариты подстанции без существенного удорожания (или вовсе без удорожания) работ и оборудования. Речь идет о блочно-модульном подходе. Сборка станции из готовых блоков заводского исполнения позволяет повысить технические характеристики готового объекта, уменьшить влияние человеческого фактора. Можно добиться и некоторого снижения габаритов подстанции. Тем не менее, сегодня в блочно-модульном исполнении на рынке предлагаются в основном подстанции до 35 кВ закрытого типа.

Вместе с тем присутствуют на рынке и уникальные разработки, позволяющие реализовать все плюсы блочно-модульного подхода при строительстве подстанций на класс напряжения от 35 до 220 кВ и выше. Это например, блочно-модульная конструкция (БМК) «Исеть» – собственная разработка ЗАО ПФ «КТП-Урал», входящей в группу компаний «ЭнТерра». Основа БМК – балки высоковольтного оборудования, установленные на общую раму. Из них собирается общее основание – пространственная конструкция, напоминающая стол, на котором, в свою очередь монтируется основная часть оборудования подстанции: высоковольтное оборудование, кабельные лотки, шкафы и пр. (рис. 2).

Рис. 2

При разработке комплектов металлических конструкций БМК «Исеть» был учтен опыт строителей и эксплуатационников, изучена вся номенклатура оборудования, применяемого на современных подстанциях. В результате удалось создать гибкую систему, из элементов которой прямо на строительной площадке в минимальные сроки собирается основание (стол) для распределительного устройства (РУ) с необходимыми характеристиками. Само РУ может быть спроектировано с применением любых стандартных составляющих и по любой схеме. Применение БМК «Исеть» позволяет идеально скомпоновать оборудование и создать распределительное устройство, которое занимает существенно меньшую (до 30%) площадь, чем аналогичный объект стандартного исполнения с отдельными фундаментами под каждое оборудование. Кроме того, ощутимо уменьшаются объемы строительных работ, сокращаются сроки строительства и в целом стоимость РУ.

Комплекты БМК «Исеть» широко используются при возведении открытых и закрытых распределительных устройств на класс напряжения 35, 110, 220 кВ. С применением данной конструкции возведено уже более 170 подстанций, в том числе в условиях крайнего севера, в районах с повышенной сейсмичностью и пр. БМК «Исеть» в составе РУ рекомендована для применения на объектах ОАО «Федеральная Сетевая Компания».

Есть различные способы сократить площадь энергообъекта: нетрадиционные компоновочные решения, применение компактных комплектующих и блочно-модульный подход. Возможно и сочетание этих способов. И все же при проектировании подстанций обычно ставится вопрос не о максимально возможном снижении габаритов, а о создании сбалансированной конструкции, которая, при разумных затратах обеспечит выполнение определенного набора функций: бесперебойную работу в определенных аварийных ситуациях, защиту от перегрузок и т.п. Каким образом будет достигнут желаемый результат – зависит от требований заказчика и от его возможностей.

Ссылки по теме:

Подстанция, дешево и сердито: это как?

Токопроводы: традиции и инновации

ОРУ: экономя пространство и время