Повышение надежности работы внешней изоляции электротехнического оборудования электростанций и подстанций в условиях загрязнения и увлажнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение надежности работы внешней изоляции электротехнического оборудования электростанций и подстанций в условиях загрязнения и увлажнения

Л.Л. Владимирский, Е.З. Орлова,

Д.С. Печалин, Е.А. Соломоник, Т.В. Яковлева

НИИПТ, Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

Надежность работы электростанций и подстанций в значительной мере обусловлено надежностью электротехнического оборудования, изоляция которого подвергается воздействию рабочего напряжения и перенапряжений в сочетании с загрязнением и увлажнением.

Особенно важно это учитывать при повышении надежности электроснабжения крупных городов (мегаполисов), что определяется как быстрым ростом электропотребления в них, так и общественным, политическим и экономическим ущербом при нарушении их электроснабжения.

изоляция загрязнение увлажнение электроустановка

Работа электростанций (ЭС) и подстанций (ПС) в значительной степени определяется надежностью внешней изоляции электрооборудования.

Обобщение многолетнего опыта эксплуатации открытых распределительных устройство (ОРУ) ЭС и ПС в различных регионах России показывает, что по числу перекрытий внешней изоляции и тяжести их последствий наиболее опасным является нормальный эксплуатационный режим, т.е. воздействие на изоляцию рабочего напряжения в сочетании с загрязнением и увлажнением ее поверхности. Установлено, что перекрытия внешней изоляции электрооборудования ОРУ вследствие внутренних перенапряжений практически отсутствуют. В то же время в ряде энергосистем имели место случаи большого числа перекрытий изоляции ОРУ в нормальном эксплуатационном режиме, причем в некоторых случаях такие перекрытия носили массовый характер, сопровождались повреждением оборудования и длительными перерывами в энергоснабжении.

Приведем некоторые примеры массовых перекрытий, вызванных загрязнением изоляции и приведших в последнее время к серьезным нарушениям работы электроустановок.

1. В январе 2009 г. на ОРУ 330/220/110 кВ ПС «Южная» в г. Санкт-Петербурге произошли массовые перекрытия, вызванные уносами высокопрово-дящих химических противогололедных реагентов (поваренная соль и ацетат калия), которыми в большом количестве обрабатываются дорожные покрытия и эстакады кольцевой автомобильной дороги. В течение 6 дней на этом ОРУ произошло более 20 перекрытий различного оборудования. Перекрытия изоляции ОРУ не только нарушили нормальную работу самой энергосистемы, но и привели к экономическому ущербу в размере 42 млн руб. и длительному (несколько дней) ограничению в снабжении крупного района Санкт-Петербурга электроэнергией, горячей и холодной водой.

Исследованиями, выполненными ОАО НИИПТ, было установлено, что перекрытия изоляторов электрической дугой произошли вследствие интенсивного загрязнения их поверхности за короткий промежуток времени, т.к. до этого момента внешняя изоляция на ПС «Южная» надежно работала с 1968 г.

В высоковольтном испытательном Центре ОАО НИИПТ были выполнены электрические испытания изоляторов, которые были загрязнены на ПС «Южная». Было установлено, что изоляторы имеют низкую электрическую прочность, которая не соответствовала нормативным требованиям.

Причиной низкой прочности изоляторов было наличие электропроводящего загрязнения на их поверхности -- отложения реагентов, используемых в качестве противогололедного покрытия на автомобильных дорогах.

Экстремальное загрязнение на поверхность изоляторов выпало с близко расположенной (около 200 м) эстакады кольцевой автодороги при неблагоприятных атмосферных условиях (туман, высокая влажность, осадки).

В рамках выполнения работ по повышению надежности работы изоляции на ПС «Южная» были разработаны рекомендации по требуемым уровням изоляции, периодичности и виду профилактических мероприятий (чистка, усиление изоляции, гидрофо-бизация поверхности изоляторов), направленных на предотвращение аналогичных отказов в будущем.

2. В начале марта 2009 г. в МЭС Урала на В Л 220 и 500 кВ происходили неоднократные отключения вследствие перекрытия гирлянд изоляторов при рабочем напряжении и неблагоприятных атмосферных явлениях (образование льда на гирляндах изоляторов).

3. В январе 2008 г. в ОАО «Ростовэнерго» при неблагоприятных погодных условиях (сильный туман, снег с дождем, переходящий в морось) происходили неоднократные перекрытия опорных изоляторов разъединителей ПО кВ ПС 110/35/6 кВ Центральных электрических сетей, что приводило к неоднократному отключению В Л 110 кВ.

4. В Воркутинских электрических сетях на ПС 110 кВ 10 марта 2009 г. произошло 5 перекрытий линейных вводов 110 кВ при обледенении поверхности фарфоровых покрышек и образовании плотного слоя угольной пыли.

С целью повышения надежности работы электроустановок и предотвращения в будущем технологических отказов ВЛ и ПС необходимо разработать и реализовать ряд превентивных мероприятий по предотвращению отказов или минимизации последствии от непредвиденных случаев возникновения аварийных ситуаций.

В рамках работ по разработке и пересмотру научно-технических документов ОАО НИИПТ по заданию ОАО «ФСК ЕЭС» подготовил «Инструкцию по выбору изоляции электроустановок», куда составной частью вошли рекомендации по выбору внешней изоляции электроустановок вблизи автодорог и эстакад с применением в зимнее время противогололедных реагентов.

Надежная работа высоковольтной изоляции ОРУ и ВЛ в нормальном эксплуатационном режиме обеспечивается, в первую очередь, принятием правильных проектных решений: расположением электроустановок на достаточном расстоянии от источников загрязнения, выбором уровней изоляции, при которых число отключений ОРУ и ВЛ не превышает допустимого по условиям эксплуатации, выбором типа изоляторов и изоляционных конструкций, имеющих длительный положительный опыт эксплуатации и наиболее успешно работающих в конкретных условиях загрязнения и увлажнения.

На ВЛ и ОРУ, где уровень изоляции оказывается недостаточным (ошибка при проектировании, сооружение вблизи действующих электроустановок новых промышленных предприятий, автомобильных дорог с интенсивным движением транспорта, расширение старых предприятий, являющихся источниками загрязнения), необходимо проработать вопрос об усилении изоляции до уровней, обеспечивающих надежную работу. Если конструкции ВЛ и ОРУ не позволяют выполнить требуемое усиление, то следует усилить изоляцию до возможных пределов и в качестве дополнительной вынужденной меры применить эксплуатационные профилактические мероприятия (очистка поверхности изоляторов от загрязнения, использование гидрофобных покрытий).

В настоящее время в России имеется нормативно-техническая база для реализации мероприятий, направленных на повышение надежности работы электроустановок в условиях загрязнения и увлажнения. По заданию ОАО «ФСК ЕЭС» в 2008-2009 гг. ОАО НИИПТ были разработаны или находятся в стадии разработки следующие стандарты организации (СТО):

-- Длина пути утечки внешней изоляции электроустановок переменного тока классов напряжения 6-750 кВ;

-- Указания по составлению карт степеней загрязнения на территории расположения ВЛ и ОРУ ПС;

-- Изоляция в районах с загрязненной атмосферой. Эксплуатация и техническое обслуживание;

-- Инструкция по выбору изоляции.

Наиболее эффективным методом повышения надежности работы электроустановок в условиях загрязнения и увлажнения является выбор уровней изоляции, типов изоляторов, вида и периодичности проведения профилактических мероприятий на основе составления карт степеней загрязнения (КСЗ) на территории расположения электросетевых объектов. Работы по составлению карт проводились в бывшем СССР на регулярной основе в течение 20 лет (с 1970 по 1990 гг.) во многих энергосистемах (составлено более 100 КСЗ), что привело к значительному повышению надежности работы электроустановок в районах как с природными, так и промышленными загрязнениями. В последние годы такие карты были составлены НИИПТ для ряда промышленных зон на территории электросетевых объектов ОАО «Ленэнерго» и для Сочинского энергорайона ОАО «Кубаньэнерго».

В настоящее время работы по составлению новых КСЗ или пересмотру составленных ранее карт проводятся очень редко и соответственно не реализуются в полном объеме необходимые меры по повышению надежности работы электроустановок, что может сказаться на снижении надежности электроснабжения потребителей, а в ряде случаев, как показано выше, это уже происходит.

В связи с этим ранее составленные КСЗ требуют пересмотра для выделения территорий с различными степенями загрязнения. При этом должна быть проведена корректировка границ выделенных на карте районов и установлены новые нормированные значения удельной длины пути утечки изоляции ВЛ и ОРУ для каждой выделенной на карте территории. Такую же работу следует провести при составлении впервые разрабатываемых КСЗ.

В объем работ по составлению (пересмотру) КСЗ для каждого МЭС и АО-энерго наряду с определением требуемых уровней изоляции для выделенных на карте районов (зон) входит разработка рекомендаций по оптимальным типам линейных и подстанционных изоляторов и электрооборудования, а также по наиболее эффективным способам профилактических эксплуатационных мероприятий. Ряд АО-энерго по своей инициативе уже обращался в ОАО НИИПТ за разъяснениями несоответствия уровней изоляции на ранее составленных картах с новыми требованиями ПУЭ-7 (глава 1.9).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В целях обеспечения единой научно-технической политики в области повышения надежности работы внешней изоляции электроустановок необходимо на регулярной основе вести работу по разработке и пересмотру КСЗ в МЭС и АО-энерго «ФСК ЕЭС» России с учетом новых нормативных документов, использованию линейных и опорных изоляторов повышенной надежности, внедрению эффективных профилактических мероприятий в условиях эксплуатации.

Размещено на Allbest.ru