Повышение мощности системы энергоснабжения в центре Токио

Page 1
background image

Page 2
background image

20

Январь

февраль

 2015 

 

  www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПОДЗЕМНЫЕ  

Сооружения

Конфигурация

 

линий

 

электропередачи

 275 

и

 500 

кВ

обслуживающих

 

Токио

.

С

С

 

1970-

х

 

годов

 

энергокомпания

 Tokyo Electric 

Power Co. (TEPCO) 

расширяет

 

линии

 

электро

-

передачи

 

сверхвысокого

 

напряжения

  (

СВН

в

 

центре

 

Токио

 (

Япония

из

-

за

 

растущего

 

спроса

 

на

 

электроэнергию

Многие

 

кабельные

 

сети

 

напряжени

-

ем

 275 

В

 

и

 

некоторые

 

напряжением

 500 

В

относящие

-

ся

 

к

 

внутренней

 

и

 

внешней

 

кольцевым

 

магистральным

 

системам

 

электропередачи

 

вокруг

 

Токио

проходят

 

че

-

рез

 

центральные

 

районы

 

города

В

 

эстетических

 

целях

 

большинство

 

подстанций

 

СВН

 

в

 

этих

 

районах

 

распола

-

гаются

 

в

 

подвалах

 

зданий

.

Строительство

 

подземных

 

подстанций

 

выгодно

 

ещё

 

и

 

с

 

экономической

 

точки

 

зрения

поскольку

 

так

 

обеспе

-

чивается

 

эффективное

 

использование

 

городской

 

тер

-

Повышение мощности 
системы энергоснабжения 
в центре Токио

Tokyo Electric улучшает систему энергоснабжения, 
устанавливая мощные трансформаторы с элегазовой 
изоляцией.

Хироюки Накадзима (Hiroyuki Nakajima), 

Tokyo Electric Power Co.

ритории

Это

 

сводит

 

к

 

минимуму

 

долгосрочную

 

потерю

 

прибыли

 

от

 

аренды

 

для

 

владельцев

 

недвижимости

что

 

было

 

бы

 

неминуемо

 

при

 

строительстве

 

наземных

 

подстанций

Однако

 

в

 

ходе

 

некоторых

 

проектов

 

по

 

раз

-

витию

 

городской

 

инфраструктуры

обусловленных

 

ра

-

стущим

 

спросом

 

на

 

электроэнергию

возникает

 

необхо

-

димость

 

в

 

замене

 

действующих

 

подземных

 

подстанций

 

более

 

мощными

.

При

 

сооружении

 

подземной

 

подстанции

 

в

 

плотно

 

за

-

строенных

 

городских

 

районах

 

важнейшим

 

фактором

 

яв

-

ляется

 

предотвращение

 

аварий

Также

 

изучают

 

возмож

-

ности

 

уменьшения

 

высоты

 

подземной

 

подстанции

что

 

значительно

 

сократит

 

общую

 

стоимость

 

строительства

В

 

таких

 

ситуациях

 

оптимальным

 

решением

 

является

 

установка

 

на

 

территории

 

под

-

земных

 

подстанций

 

высокомощ

-

ных

 

трансформаторов

 

с

 

элега

-

зовой

 

изоляцией

  (

ТЭИ

). 

Общая

 

стоимость

 

строительства

 

таких

 

подстанций

 

ниже

они

 

характе

-

ризуются

 

высокой

 

пожарной

 

и

 

экологической

 

безопасностью

 

и

 

обеспечивают

 

стабильное

 

энер

-

госнабжение

 

города

.

Характеристики

 

и

 

преимущества

Высокомощные

 

ТЭИ

 

рассчи

-

таны

 

на

 

использование

 

газа

 

вы

-

сокого

 

давления

 (0,53 

МПа

 

изб

.), 

что

 

улучшает

 

характеристики

 

систем

 

изоляции

 

и

 

охлаждения

Тем

 

не

 

менее

 

в

 

ТЭИ

 

мощностью

 

менее

 100 

МВА

 

применяется

 

газ

 

сравнительно

 

низкого

 

давления

 

(0,12 

МПа

 

изб

.).

Конструкция

 

сердечника

 

и

 

обмотки

 

ТЭИ

 

так

 

же

 

проста

как

 

и

 

в

 

обычных

 

масляных

 

транс

-


Page 3
background image

21

Январь

февраль

 2015 

 

  www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПОДЗЕМНЫЕ  

Сооружения

Пример

 

планировки

 

подстанции

 

с

 

прямым

 

соединением

 

с

 

элегазовыми

 

распредустрой

-

ствами

.

Спецификации

 

ТЭИ

 300 

МВА

Параметр

Значение

Номинальное

 

напряжение

275 

кВ

, ±10%, 0,66 

кВ

/21 

кВ

Мощность

300 M

ВА

/300 M

В

A/90 M

В

A

Полное

 

сопротивление

 

(

высокое

 

напряжение

/

сред

-

нее

 

напряжение

)

22%

Давление

 

газа

0,53 M

П

изб

.

Акустический

 

шум

85 

дБ

A

Схема

 

ТЭИ

 275 

кВ

, 300 

МВА

.

Конструкция

 

обмотки

 

ТЭИ

 275 

кВ

, 300 

МВА

.

форматорах

Функции

 

охлаждения

 

и

 

изоляции

 

сердеч

-

ника

 

и

 

обмотки

 

выполняет

 

газ

 

высокого

 

давления

 SF6. 

Газ

отбираемый

 

с

 

нижней

 

стороны

 

бака

охлаждает

 

сердечник

 

и

 

обмотку

собирается

 

в

 

верхней

 

части

 

бака

возвращается

 

в

 

радиатор

 

и

 

охлаждается

В

 

таких

 

транс

-

форматорах

 

применяется

 

обмотка

 

дискового

 

типа

Вну

-

тренний

 

газ

 

проходит

 

по

 

зигзагообразному

 

маршруту

образованному

 

специальными

 

направляющими

 

для

 

газового

 

потока

На

 

барьерную

 

изоляцию

 

обмотки

 

на

-

носится

 

полиэтилентерефталатная

 (

ПЭТ

плёнка

 

с

 

пре

-

восходными

 

изолирующими

 

свойствами

относительно

 

термостойкая

 

в

 

сравнении

 

с

 

изоляционной

 

бумагой

.

Высокомощные

 

ТЭИ

 

имеют

 

ряд

 

следующих

 

преиму

-

ществ

.

• 

Используются

 

только

 

негорючие

 

материалы

что

 

ис

-

ключает

 

необходимость

 

в

 

применении

 

на

 

подстан

-

ции

 

специальных

 

противопожарных

 

средств

.

•  

Благодаря

 

усовершенство

-

ванной

 

конструкции

 

ТЭИ

 

характеризуются

 

более

 

вы

-

сокой

 

взрывобезопасностью

 

в

 

сравнении

 

с

 

масляными

 

трансформаторами

Невос

-

пламеняемость

 

и

 

взрыво

-

защищённость

 

делают

 

ТЭИ

 

самыми

 

безопасными

 

из

 

мощ

-

ных

 

трансформаторов

.

• 

В

 

отличие

 

от

 

масляных

 

транс

-

форматоров

конструкция

 

ТЭИ

 

не

 

включает

 

расшири

-

тельный

 

бак

что

 

сокращает

 

общую

 

высоту

 

трансформа

-

торов

Это

 

позволяет

 

снизить

 

высоту

 

трансформаторных

 

помещений

 

на

 2—2,5 

м

Так

-

же

 

не

 

требуется

 

установка

 

маслосборника

 

под

 

транс

-

форматором

Помимо

 

со

-

кращения

 

общей

 

стоимости

 

строительства

 

подстанции

 

благодаря

 

меньшей

 

высоте

 

и

 

площади

 

трансформаторного

 

помещения

нет

 

риска

 

разлива

 

трансформаторного

 

масла

.

• 

ТЭИ

 

могут

 

устанавливаться

 

в

 

одном

 

помещении

 

с

 

элегазовыми

 

распределительными

 

устройствами


Page 4
background image

22

Январь

февраль

 2015 

 

  www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Подземные

 

и

 

закрытые

 

подстанции

 

с

 

элегазовыми

 

трансформаторами

 TEPCO

Подстанция

Число

 

трансфор

-

маторов

Мощность

МВА

 

(

МВАр

*)

Номинальное

 

напряжение

кВ

Установ

-

лено

год

 

Первич

-

ное

Вторич

-

ное

Higashi Shinjuku

2

300 

МВА

275

66

1995

Katsunan

3

150 

МВАр

*

275

1996

Katsunan

2

300 

МВА

275 66

1996

Higashi 
Uchisaiwaicho

2

300 

МВА

275

66

1997

Kitayono

2

300 

МВА

275

66

2000

Tokiwadai

2

200 

МВА

154

66

2000

Higashi 
Uchisaiwaicho

1

300 

МВА

275

66

2000

Shin Toyosu

2

300 

МВА

275

66

2007

Ikegarni

1

150 

МВАр

*

275

2007

Ikegarni

1

300 

МВА

275

66

2007

Ikegarni

1

300 

МВА

275

66

2008

Ikegarni

1

150 MVAR*

275

2010

Ikegarni

1

300 

МВА

275

66

2010

Шунтирующий

 

реактор

Типовая

 

установка

 

трансформаторов

 

с

 

элегазовой

 

изо

-

ляцией

 

на

 

современной

 

компактной

 

подземной

 

подстанции

 

TEPCO.

ПОДЗЕМНЫЕ  

Сооружения

поскольку

 

в

 

этих

 

компо

-

нентах

 

используется

 

газ

 

SF6 

схожего

 

давления

Это

 

обеспечивает

 

боль

-

шую

 

компактность

 

и

 

гиб

-

кость

 

планировки

 

под

-

станции

.

• 

В

 

ТЭИ

 

используются

 

элегазовые

 

РПН

 

с

 

ваку

-

умными

 

камерами

Это

 

улучшает

 

огнестойкость

 

ТЭИ

 

и

 

облегчает

 

их

 

об

-

служивание

Более

 

того

установка

 

крупных

 

ТЭИ

 

в

 

пригородных

 

райо

-

нах

 

с

 

гористым

 

релье

-

фом

 

или

 

на

 

охраняемой

 

природной

 

территории

 

устраняет

 

риск

 

разливов

 

трансформаторного

 

мас

-

ла

На

 

настоящее

 

время

 

построены

 

подстанции

 

с

 

ТЭИ

 

для

 

энергоснабже

-

ния

 

железной

 

дороги

 

и

 

частных

 

организаций

.

Опыт

 TEPCO

TEPCO 

устанавливает

 

высокомощные

 

ТЭИ

 

и

 

эле

-

газовые

 

реакторы

 

на

 

подземных

 

подстанциях

 

СВН

 

на

 

территории

 

Токио

 

с

 1989 

года

Опыт

 TEPCO 

в

 

области

 

эксплуатации

 

ТЭИ

 

насчитывает

 172 

года

если

 

принять

 

во

 

внимание

 

число

 

трансформаторов

 

и

 

срок

 

их

 

службы

При

 

этом

 

на

 

данный

 

момент

 

не

 

было

 

зарегистрировано

 

ни

 

одного

 

случая

 

серьёзного

 

отказа

 

элегазового

 

транс

-

форматора

.

В

 

строительстве

 

подземных

 

подстанций

 

высоко

-

мощные

 

ТЭИ

 — 

незаменимая

 

технология

сочетающая

 

в

 

себе

 

безопасность

 

и

 

компактность

 

при

 

значительном

 

сокращении

 

стоимости

 

строительства

 

подстанции

Бла

-

годаря

 

всем

 

перечисленным

 

преимуществам

 

ТЭИ

 

счи

-

таются

 

важнейшим

 

компонентом

 

подземных

 

подстан

-

ций

 

в

 

центральном

 

Токио

В

 

настоящее

 

время

 TEPCO 

строит

 

большое

 

число

 

подземных

 

подстанций

 

с

 

ТЭИ

.

Перспективы

 

на

 

будущее

В

 

рамках

 

проектов

 

по

 

модернизации

 

энергетической

 

инфраструктуры

 

в

 

городских

 

районах

 

старые

 

транс

-

форматоры

 

на

 

подстанциях

 

СВН

 

планируют

 

заменить

 

на

 

ТЭИ

С

 

использованием

 

этой

 

же

 

технологии

 

можно

 

сконструировать

 

шунтирующий

 

реактор

 

мощностью

 

150—200 

МВАр

Таким

 

образом

из

 

нескольких

 

элегазо

-

вых

 

компонентов

 

создаются

 

огнестойкие

взрывобезо

-

пасные

 

и

 

компактные

 

элегазовые

 

подстанции

.

В

 

результате

 

надёжность

 

системы

 

энергоснабже

-

ния

 

центра

 

Токио

 

повышается

Технологию

 

элегазо

-

вой

 

изоляции

 

можно

 

применить

 

в

 

проектах

 

по

 

повы

-

шению

 

уровня

 

напряжения

 

и

 

мощности

 

энергосистем

поскольку

 

в

 

будущем

 

ТЭИ

 

станут

 

легче

 

и

 

компактнее

 

в

 

сравнении

 

с

 

современными

 

масляными

 

трансформа

-

торами

.

В

 

настоящее

 

время

 TE

Р

CO 

обеспечивает

 

техниче

-

скую

 

поддержку

 

проектов

 

по

 

строительству

 

подземных

 

подстанций

 

с

 

ТЭИ

Данное

 

решение

 

компании

 

основа

-

но

 

на

 

её

 

опыте

 

в

 

области

 

эксплуатации

 

этого

 

обору

-

дования

 

и

 

преимуществах

 

данной

 

технологии

 

в

 

плане

 

компактности

безопасности

 

и

 

экономичности

обуслов

-

ленной

 

сокращением

 

стоимости

 

строительства

 

и

 

обслу

-

живания

 

подстанций

.  

Хироюки

 

Накадзима

 (Hiroyuki Nakajima

Nakajima.H@tepco.co.jp) — 

заместитель

 

руководителя

 

группы

 

проектирования

 

подстанций

 

в

 

отделе

 

электропе

-

редачи

 

энергокомпании

 Tokyo Electric Power Co. 

в

 

Япо

-

нии

Работает

 

в

 

энергокомпании

 

с

 1995 

года

прежде

 

за

-

нимался

 

проектированием

 

и

 

разработкой

 

оборудования

 

подстанций

Окончил

 

Университет

 

Ибараки

 

со

 

степеня

-

ми

 

бакалавра

 

и

 

магистра

 

в

 

области

 

электротехники

.

Компании

упомянутые

 

в

 

статье

:

TEPCO | www.tepco.co.jp/en/index-e.html


Page 5
background image

23

Январь

февраль

 2015 

 

  www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПОДЗЕМНЫЕ  

Сооружения

Растущий

 

спрос

 

на

 

электро

-

энергию

 

и

 

повышение

 

плот

-

ности

 

нагрузки

 

крупных

 

мегаполисов

 

приводит

 

к

 

не

-

обходимости

 

осуществления

 

ввода

 

электроэнергии

 

в

 

центральные

 

районы

 

круп

-

ных

 

городов

Требования

 

прокладки

 

линий

 

электро

-

передачи

 

в

 

городских

 

условиях

 

диктуют

 

применение

 

кабельных

 

линий

 

напряжением

 220 

и

 500 

кВ

 

и

 

подзем

-

ных

 

подстанций

.

Важнейшим

 

фактором

 

при

 

сооружении

 

подземной

 

подстанции

 

в

 

плотно

 

застроенных

 

городских

 

рай

-

онах

 

является

 

предотвращение

 

аварий

Поэтому

 

в

 

последнее

 

время

 

эти

 

подстанции

 

компонуются

 

элегазовым

 

оборудованием

имеющим

 

ряд

 

преиму

-

ществ

позволяющих

 

качественно

 

повысить

 

надёж

-

ность

 

электроснабжения

.

В

 

Японии

 

при

 

постоянно

 

растущих

 

требованиях

 

к

 

использованию

 

пожаробезопасного

 

оборудования

 

и

 

ограничению

 

применения

 

негорючих

 

изоляционных

 

жидкостей

 

на

 

основе

 

пентаэритритовых

 

эфиров

 

широкое

 

применение

 

получили

 

трансформаторы

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

.

К

 

основным

 

преимуществам

 

таких

 

трансформато

-

ров

 

относятся

 

следующие

:

• 

в

 

конструкции

 

трансформаторов

 

используются

 

только

 

негорючие

 

материалы

что

 

повышает

 

их

 

устойчивость

 

к

 

возгоранию

 

и

 

исключает

 

необхо

-

димость

 

в

 

применении

 

на

 

подстанции

 

специаль

-

ных

 

противопожарных

 

средств

;

• 

в

 

отличие

 

от

 

масляных

 

трансформаторов

кон

-

струкция

 

трансформатора

 

с

 

элегазовой

 

изоля

-

цией

 

не

 

включает

 

в

 

себя

 

расширительный

 

бак

не

 

требуется

 

установка

 

маслосборника

 

под

 

транс

-

форматором

а

 

также

 

нет

 

риска

 

раз

-

лива

 

трансформаторного

 

масла

;

• 

трансформаторы

 

с

 

элегазовой

 

изо

-

ляцией

 

устанавливаются

 

в

 

одном

 

помещении

 

с

 

элегазовыми

 

распреде

-

лительными

 

устройствами

что

 

обе

-

спечивает

 

большую

 

компактность

 

и

 

гибкость

 

планировки

 

подстанции

;

• 

в

 

трансформаторах

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

используются

 

элегазовые

 

РПН

 

с

 

вакуумными

 

камерами

Это

 

улучшает

 

огнестойкость

 

трансфор

-

маторов

 

и

 

облегчает

 

их

 

обслужива

-

ние

К

 

недостаткам

 

трансформаторов

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

можно

 

отнести

 

меньшее

 

значение

 

тепловой

 

постоян

-

ной

 

времени

 

по

 

сравнению

 

с

 

маслона

-

полненными

 

трансформаторами

По

-

этому

 

их

 

допустимая

 

перегрузочная

 

способность

 

меньше

а

 

зачастую

 

от

-

сутствует

 

полностью

В

 2014 

году

 

ОАО

  «

ОЭК

» 

рассматри

-

вало

 

вопрос

 

применения

 

силового

 

трансформатора

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

мощ

-

ностью

 160 

МВА

 

и

 

провело

 

сравнительный

 

ана

-

лиз

результаты

 

которого

 

частично

 

приведены

 

в

 

таблице

При

 

проведении

 

анализа

 

выяснилось

что

 

даже

 

при

 

отсутствии

 

расширительного

 

бака

 

в

 

трансфор

-

маторе

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

его

 

размеры

 

не

 

уступают

 

трансформатору

 

с

 

изоляцией

 MIDEL, 

а

 

в

 

некоторых

 

случаях

 

и

 

превосходят

 

их

Также

 

необхо

-

димо

 

отметить

что

 

стоимость

 

трансформатора

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

как

 

минимум

 

в

 

два

 

раза

 

пре

-

вышает

 

стоимость

 

трансформатора

 

с

 

масляной

 

изоляцией

Опыт

 

применения

 

трансформаторов

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

на

 

ПС

  «

Сколково

» 

показал

 

их

 

достаточ

-

ную

 

надёжность

 

и

 

удобство

 

эксплуатации

Неко

-

торую

 

недоработанность

 

имеет

 

система

 

охлаж

-

дения

выполненная

 

с

 

выводом

 

тепла

 

в

 

помещение

 

подстанции

что

 

приводит

 

к

 

повышенным

 

темпера

-

турам

 

в

 

нём

 

в

 

летний

 

период

.

В

 

целом

 

можно

 

отметить

что

 

применение

 

подзем

-

ных

 

подстанций

 

с

 

трансформаторами

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 — 

передовая

 

технология

сочетающая

 

в

 

себе

 

безопасность

 

и

 

компактность

 

при

 

значитель

-

ном

 

сокращении

 

стоимости

 

строительства

 

под

-

станции

Внедрение

 

таких

 

подстанций

 

является

 

перспективным

 

направлением

 

при

 

осуществлении

 

электроснабжения

 

центральных

 

районов

 

крупных

 

городов

При

 

строительстве

 

подстанций

 

в

 

условиях

 

от

-

рытых

 

распределительных

 

устройств

 

более

 

правильным

 

будет

 

применение

 

трансформато

-

ров

использующих

 

охлаждение

 

с

 

помощью

 

жидких

 

диэлектрических

 

изолирующих

 

сред

.

КОММЕНТАРИЙ

Андрей Майоров, генеральный директор ОАО «Объединённая 
энергетическая компания»

Табл

Сопоставительные

 

данные

 

параметров

 

трансформатора

 

160 

МВА

, 110 

кВ

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

и

 

изоляцией

 MIDEL

1

Тип

Трансформатор

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

трёхфазный

Трёхфазный

 

силовой

 

трансформатор

 

с

 

не

-

горючей

 

диэлектрической

 

биожидкостью

 MIDEL 7131

2

Срок

 

служ

-

бы

лет

30

30

3

Стои

-

мость

 

395 

млн

 

руб

.

197 

млн

 

руб

4

Сроки

 

изготов

-

ления

12—16 

мес

.

7—9 

мес

5

Габа

-

ритные

 

размеры

масса

Полная

 

масса

 

около

 

250 

тонн

Габариты

 

(

примерные

в

 

сборе

с

 

выносной

 

системой

 

охлаждения

мм

высота

 — 6600; 

длина

 — 15500; 

ширина

 — 8200.

Полная

 

масса

 

с

 

жидко

-

стью

 MIDEL — 130–160 

т

Габариты

 (

примерные

в

 

сборе

с

 

выносной

 

систе

-

мой

 

охлаждения

мм

высота

 — 7800; 

длина

 — 8500—9300; 

ширина

 — 4300—4600.


Читать онлайн

Tokyo Electric улучшает систему энергоснабжения, устанавливая мощные трансформаторы с элегазовой изоляцией.
Комментарий к статье:
Андрей Майоров, генеральный директор ОАО «Объединённая энергетическая компания»

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»