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
-
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
a
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
,
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
,
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
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.
Оригинал статьи: Повышение мощности системы энергоснабжения в центре Токио
Tokyo Electric улучшает систему энергоснабжения, устанавливая мощные трансформаторы с элегазовой изоляцией.
Комментарий к статье:
Андрей Майоров, генеральный директор ОАО «Объединённая энергетическая компания»
