И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей
В России с 1968 г. эксплуатируется одна приливная электростанция — Кислогубская ПЭС (400 кВт).
Для малой Мезенской ПЭС изготовлен экспериментальный металлический энергоблок с диаметром рабочего колеса 5 м на вертикальном валу и проектной мощностью 1500 кВт. Отработанная конструкция и технология доставки и установки будут использованы при строительстве перспективных ПЭС: Северной (Мурманская обл.), Мезенской (Архангельская обл.), Тугурской (Хабаровский край).
Запасы энергии приливов в России оцениваются в 270 млрд кВтч в год. В европейской части страны энергия приливов может быть получена в Мезенском заливе Белого моря, на Дальнем Востоке — в Тугурском заливе Охотского моря. Во Франции действует ПЭС на р. Ранс, на которой установлены 24 агрегата по 10 МВт.
5.1.6. Солнечные электростанции (СЭС)
Этот способ производства электроэнергии целесообразно рассматривать в регионах, где солнечное излучение составляет 1900 кВтч и более на 1 м2 в год (в Европе — Испания, Италия, Греция). Основным экономическим мотивом строительства СЭС является низкая себестоимость одного кВтч (0,16 евро). Из числа действующих может быть отмечена СЭС в г. Manzanares (Испания) мощностью 50 МВт, успешно работающая в течение 7 лет. Планируется построить крупнейшую в мире СЭС в австралийском г. Burogna мощностью 200 МВт.
5.1.7. Использование биомассы
За последние 30 лет в Европе в целом и в Скандинавских странах особенно потребность в эффективном использовании низкосортных видов топлива, таких как биомасса, стала расти во многом благодаря развитию технологии сжигания биомассы в котлах с кипящим слоем. Единичная мощность подобных установок 5-10 МВт. Обычно такие электростанции используются для обеспечения потребности близлежащих потребителей в электрической и тепловой энергии.
5.2. Подстанции
5.2.1. Общие технические требования
Опыт проектирования, строительства и эксплуатации ПС в отечественной и зарубежной практике работы энергосистем в условиях конкурентного рынка, появление новых образцов электротехнического оборудования и материалов позволили сформировать общие технические требования к ПС нового поколения.
ПС нового поколения характеризуются значительным уменьшением объема эксплуатационного и ремонтного обслуживания с переходом в перспективе к работе без постоянного обслуживающего персонала, планированию и проведению ремонтов по фактическому состоянию оборудования.
Экономическая эффективность ПС нового поколения обеспечивается:
повышением надежности электроснабжения узлов нагрузки и отдельных потребителей;
экономией эксплуатационных издержек;
уменьшением потребности в земельных ресурсах.
Указанное распространяется прежде всего на ПС с ВН 330–750 кВ ОАО «ФСК ЕЭС» и должно учитываться другими собственниками объектов ЕНЭС. Приведенные требования действуют:
при проектировании и строительстве вновь сооружаемых ПС;
при комплексной реконструкции и техническом перевооружении действующих ПС.
Общие технические требования к ПС 330–750 кВ нового поколения:
применение современного основного электротехнического оборудования, имеющего повышенную эксплуатационную надежность;
высокая степень автоматизации технологических процессов с контролем и управлением от удаленных центров управления (диспетчерских пунктов);
высокий коэффициент использования территории ПС;
минимальная протяженности кабельных трасс.
Ниже приводятся основные технические требования к оборудованию ПС, учет которых, в первую очередь, необходим при проектировании ПС нового поколения.
5.2.2. Основное электрооборудование подстанций 330 кВ и выше
Современные трансформаторы и АТ должны иметь обоснованно сниженные величины потерь холостого хода, КЗ и затрат электроэнергии на охлаждение, необходимую динамическую стойкость к токам КЗ, должны быть оснащены современными высоконадежными вводами (в том числе с твердой изоляцией), устройствами РПН, встроенными интеллектуальными датчиками и контроллерами, системами пожаротушения или предотвращения пожара. При соответствующем обосновании рекомендуется применять двухобмоточные АТ.
В проектах ПС следует применять элегазовые выключатели 110–750 кВ и разъединители с улучшенной кинематикой и контактной системой, с электродвигательным приводом (полупантографные, пантографные, а также горизонтально-поворотные с подшипниковыми устройствами, не требующими ремонта с разборкой в течение всего срока службы).
Отдельно стоящие трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН) применяются в тех случаях, когда встроенные ТТ не обеспечивают требуемых условий работы РЗА, автоматизированной системы контроля и учета электропотребления (АСКУЭ) и питания измерительных приборов.
Количество ТТ и их вторичных обмоток должно обеспечивать:
раздельное подключение средств РЗА, АСКУЭ и других измерений. Для подключения АСКУЭ ТТ должны иметь измерительную обмотку класса точности 0,2S (для ВЛ 220 кВ и выше), по остальным присоединениям — не ниже 0,5S (буква S обозначает обеспечение класса точности при широком изменении нагрузки);
подключение устройств РЗА к разным вторичным обмоткам класса «Р» с целью обеспечения надежности, резервирования и точности измерений.
ТН должны иметь отдельную вторичную обмотку для подключения средств АСКУЭ и измерительных приборов класса точности не ниже 0,2 (для ВЛ 220 кВ и выше) и не ниже 0,5 для остальных присоединений. На ПС, где существуют условия для возникновения феррорезонансных перенапряжений, ТН должны обладать антирезонансными свойствами.
Ограничители перенапряжения должны быть взрывобезопасными, с достаточной энергоемкостью и необходимым защитным уровнем.
При технико-экономической обоснованности рекомендуется применять трехфазные КРУЭ 110–750 кВ, размещаемые в закрытых помещениях, КРУЭ наружной установки (типа PASS) или КРУЭ контейнерного типа, а также управляемые средства компенсации реактивной мощности, в том числе на базе современной силовой электроники.
Основное оборудование ПС нового типа должно иметь систему мониторинга, интегрированную в автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУ ТП) и включающую подсистему диагностики его технического состояния.
5.2.3. Главная схема электрических соединений
Электрические схемы всех напряжений ПС должны быть обоснованно упрощены с учетом применения современного высоконадежного оборудования.
Для РУ 220 кВ и ниже в основном рекомендуется применять одинарные секционированные системы шин. Двойные и обходные системы шин, а также выключатели в количестве более одного на цепь рекомендуется применять только при наличии обоснования, в частности, в недостаточно надежных и нерезервированных электрических сетях.
Подключение резервных фаз АТ и ШР рекомендуется осуществлять с помощью джемперных схем (при помощи перемычек при снятом напряжении).
5.2.4. Схема собственных нужд, оперативный ток, кабельная сеть
Собственные нужды ПС 330 кВ и выше должны иметь питание от трех независимых источников. Питание сторонних потребителей от СН ПС не допускается.
При соответствующем обосновании предусматривается установка источников бесперебойного питания.
На каждом РУ питание устройств РЗ и приводов выключателей должно осуществляться оперативным током не менее чем от двух источников — аккумуляторных батарей (АБ), сети СН. При технико-экономическом обосновании для устройства РЗ рекомендуется предусматривать отдельные АБ.
АБ должны иметь повышенный срок службы (не менее 12 лет) и питаться от двух зарядно-подзарядных агрегатов (ЗПА). Выбор ЗПА и АБ осуществляется совместно.
Оба ЗПА должны быть нормально включены в работу и обеспечивать:
режим «горячего резерва»;
проведение уравнительного заряда АБ в автоматическом режиме;
интеграцию в АСУ ТП ПС.
Для каждой АБ следует предусматривать отдельный щит постоянного тока (ЩПТ). Каждый ЩПТ должен иметь не менее двух секций питания устройств РЗА и ПА.
Система постоянного оперативного тока должна иметь, как правило, двухуровневую защиту. Защитные аппараты сети постоянного оперативного тока должны обеспечивать требования надежности, селективности, чувствительности, резервирования и быстродействия. При этом должны быть предусмотрены средства контроля состояния сети оперативного постоянного тока (контроль изоляции, включенного/отключенного положения АБ, ЗПА, повышения/понижения напряжения и пр.), а также устройства автоматизированного поиска «земли». Силовые и контрольные кабели должны удовлетворять условиям невозгораемости (с индексом НГ).
