Собянин рассказал об уникальном проекте в московской энергетике

Фото: depteh.mos.ru

Сергей Собянин принял участие в запуске в эксплуатацию нового оборудования на подстанции 220 киловольт "Мнёвники" АО "ОЭК".

"Здесь, в Мнёвниках, создана уникальная технология, аналогов которой нет нигде – ни в России, ни за рубежом. Это сверхпроводниковая технология, которая улучшает качество и надежность обеспечения электроэнергии", – сказал мэр.

Собянин рассказал, что эта технология, которая основана на использовании сверхпроводников, была создана в одном из технопарков столицы.

"Компания "СуперОкс" разработала, изготовила, поставила, установила токоограничивающие устройства сверхпроводникового типа. Внутри реакторов находятся сверхпроводниковые модули, которые обеспечивают штатный режим этого устройства, погружены в жидкий азот с температурой минус 200 градусов. Температура жидкого азота поддерживается криосистемой", – рассказал председатель совета директоров компании "СуперОкс" Андрей Вавилов.

Мэр также отметил, что москвичи привыкли к тому, что в их домах есть тепло, горит свет, но за этим стоят сложнейшие инженерные системы, огромные коллективы энергетиков.

Собянин в ходе посещения подстанции наградил ряд отличившихся сотрудников АО "ОЭК" благодарностями.

Развитие любой технологической системы имеет свои преимущества и недостатки, и электроэнергетика не является исключением из этого общего правила. Ввод новых генерирующих мощностей, интенсивное строительство сетей и подстанций позволяют удовлетворять растущие энергетические потребности населения и бизнеса столичного региона.

В то же время обратной стороной развития энергосистемы является рост уровней токов коротких замыканий и, как следствие, повышение рисков повреждения оборудования с отключением потребителей. По оценке экспертов, в перспективе в московской энергосистеме в сети 220 киловольт токи короткого замыкания могут достигнуть 100 килоампер, тогда как в настоящее время они уже достигают уровня 60 килоампер.

Для своевременного отключения оборудования при коротких замыканиях в электроэнергетике традиционно используются выключатели. Однако выключатели на токи более 60 килоампер серийно ни в России, ни за рубежом не выпускаются и являются дорогостоящим оборудованием. По этой причине в сложных энергосистемах применяются дополнительные методы снижения уровня токов короткого замыкания – секционирование и токоограничивающие устройства (ТОУ).

Секционирование – это разделение энергосистемы на части с формированием точек физического разрыва сети. Однако при всей эффективности этого метода увеличение количества точек разрыва уменьшает надежность и управляемость энергосистемы, а также снижает эффективность использования существующих электросетевых активов.

Токоограничивающие устройства включаются последовательно в цепь. При рабочем токе сопротивление ТОУ крайне мало, но в случае короткого замыкания оно возрастает по экспоненте. Тем самым ТОУ ликвидируют короткое замыкание либо позволяют выключателям срабатывать в штатном режиме.

В то же время использование традиционных реакторов приводит к нерегулируемому перетоку мощности в электрической сети. Также они отрицательно влияют на электромагнитные переходные процессы в электрической сети, а в перспективном развитии сети 220 киловольт московской энергосистемы их применение будет недостаточно эффективным.

В этой связи в 2016–2019 годах АО "ОЭК" реализовало уникальный пилотный проект по внедрению в энергосистему Москвы высокотемпературного сверхпроводникового токоограничивающего устройства (ВТСП ТОУ). Это оборудование инновационное и не имеет аналогов в России и за рубежом в классе напряжения 220 киловольт.

ВТСП ТОУ снижает величину тока короткого замыкания в 5–10 раз, тем самым значительно уменьшает требования к динамической стойкости оборудования в аварийных режимах и позволяет обходиться без замены существующих выключателей. Разработчиком устройства выступило АО "Инжэнергопроект". Среди производителей оборудования – российская компания "СуперОкс", подмосковный завод "Изолятор", южнокорейская компания Cryogenic & Vacuum Engineering и японская Taiyo Nippon Sanso.

Основой ВТСП ТОУ является сверхпроводниковая лента, которая может сохранять свои свойства при температуре переохлажденного жидкого азота (-201 градус Цельсия). Эту температуру поддерживает система криогенного охлаждения, состоящая из трех охладителей. Охлаждение азота производится газообразным неоном (-205 градусов Цельсия) через теплообменник. Система сохраняет номинальный режим даже при работе одного из трех охладителей.

При коротких замыканиях ВТСП ТОУ практически мгновенно (0,003 секунды) переходит в режим токоограничения, сопротивление резко возрастает, что приводит к значительному снижению уровня тока короткого замыкания. После ликвидации короткого замыкания устройство в течение 30 секунд возвращается в режим сверхпроводника с нулевым сопротивлением.

Для реализации пилотного проекта впервые выбрали одну из типовых московских подстанций 220 киловольт "Мнёвники", расположенную в Береговом проезде, доме 4/6, строении 5.

ПС "Мнёвники" общей трансформаторной мощностью 300 мегавольт-ампер ввели в эксплуатацию в 2012 году. Она обеспечивает электроснабжение потребителей Западного административного округа Москвы, среди которых тяговая подстанция "Москва-Киевская", четыре станции московского метрополитена, ММДЦ "Москва-Сити", жилые комплексы.

На подстанции установлены три силовых трансформатора по 100 мегавольт-ампер каждый, которые служат для распределения мощности с понижением напряжения с 220 до 20 киловольт. В перспективе АО "ОЭК" планирует установить еще восемь ВТСП ТОУ на подстанциях 220 киловольт "Горьковская", "Мещанская", "Магистральная" и "Красносельская".