издательская группа
Восточно-Сибирская правда

Пластик вместо масла

При замене кабельных линий на Братской ГЭС сделали ставку на новые технологии

Уникальный для энергосистемы Иркутской области проект реализуют на Братской ГЭС. Маслонаполненные кабели, которые соединяют 10 блоков «гидрогенератор – трансформатор» с открытым распределительным устройством 220 кВ, меняют на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. В пользу новой технологии говорят пожарная, экологическая безопасность, большая пропускная способность. На станции уже заменили четыре кабельные линии, перекладывают две и до конца года проведут техническое перевооружение ещё одной. Проект завершится в следующем году заменой оставшихся трёх линий.

Выдача мощности Братской ГЭС осуществляется с двух распределительных устройств разных классов напряжения – ОРУ-220 кВ и ОРУ-500 кВ. Каждое по-своему связано с трансформаторами, которые объединены в блоки с гидроагрегатами. Если говорить про первые восемь машин станции, то от них к распределительному устройству 500 кВ идут воздушные линии электропередачи. А десять трансформаторов, выдающих мощность от гидроагрегатов с девятого по восемнадцатый включительно, соединяются с ОРУ-220 кВ кабелями.

Маслонаполненные кабельные линии проходят по галереям, проложенным в бетонном теле плотины, далее по наклонному участку в скале рядом с основанием плотины, после которого галерея поворачивает и идёт вдоль ОРУ-220 кВ. Они заключены в стальные трубы, заполненные маслом под давлением 10,5–12 кгс/см2 (или 1–1,2 МПа – для тех, кому ближе Международная система единиц). Специалист без труда расшифрует аббревиатуру типа кабеля МВДТ-220/550, который при этом используется: маслонаполненный, высокого давления, предназначенный для эксплуатации в трубопроводах. Первое число означает напряжение в киловольтах, второе – сечение многожильного медного токопровода в квадратных миллиметрах. Длина каждой из кабельных линий составляет около километра.

«В таком техническом решении нет ничего необычного, – отмечает заместитель главного инженера Братской ГЭС Алексей Боярский. – В те времена так проектировали и строили, что является оптимальным с точки зрения ведения режима работы энергосистемы в целом». Например, схожая схема была применена на Жигулёвской гидроэлектростанции, которая в начале 1960-х называлась Волжской ГЭС имени Ленина. Для Братской ГЭС, первый агрегат которой заработал на шесть лет позже, точно так же использовалась современная технология, передовая в той же мере, что и другие новаторские идеи, воплощённые при возведении станции и на начальном этапе её эксплуатации.

Однако маслонаполненный кабель обладает существенными недостатками. Ключевой из них – довольно высокий риск пожара в случае разрушения, который приходится учитывать при его эксплуатации. Отсюда следует и угроза для окружающей среды в случае аварии. Помимо этого свойства изоляции с течением времени ухудшаются. «Речь о состоянии масла в целом, – поясняет заместитель главного инженера Братской ГЭС. – То есть наличие загрязнений, содержание влаги, концентрация растворённых газов (водорода, метана, оксидов углерода, этана и т.д. – «СЭ») снижают диэлектрические свойства кабельного масла. Основное – это повышение содержания газов в масле.Также необходимо отметить, что во время эксплуатации наблюдаются случаи локального перетирания бумажной изоляции жил».

Ещё один немаловажный недостаток связан с особенностью конструкции кабеля МВДТ. Дело в том, что на всей своей длине кабель проложен в сварном трубопроводе, который должен быть постоянно заполнен маслом. Такая конструкция не предусматривает возможность доступа для осмотра и контроля состояния изоляции жил кабеля. К тому же кабели подобной конструкции, а следовательно, и комплектующие к ним, не производятся уже несколько десятилетий. Все остатки материалов, которые имелись на рынке, за эти годы ушли на ремонт оставшихся в эксплуатации кабельных линий. В такой ситуации любое, даже незначительное, повреждение практически невозможно устранить оперативно.

Если в 1960-х альтернатив не существовало, то сегодня они не просто разработаны и внедрены в производство, но и активно применяются. В мировой энергетике накоплен, в частности, большой положительный опыт эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Материал появился на рынке в 1970-х. Он представляет собой, как и следует из названия, модифицированный полиэтилен, молекулы которого принудительно «сцеплены» между собой. Поначалу его использовали для производства водопроводных труб, затем начали применять в электроэнергетике.

Изоляция из сшитого полиэтилена обладает немалыми преимуществами по сравнению с бумажной или масляной. В первую очередь это безопасность для окружающей среды, более низкая стоимость монтажа и меньшие затраты времени на него. Плюс большая пропускная способность за счёт более высокой допустимой температуры длительной работы и термическая стойкость при токах короткого замыкания, что даёт меньшую удельную повреждаемость. «Но самое главное – мы уходим от использования масла, которое является пожароопасным», – подчёркивает Боярский.

Позитивный опыт, накопленный в мировой гидроэнергетике, это подтверждает. Положительные примеры можно найти и в России. Например, кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена смонтировали при модернизации линий 220 кВ на уже упомянутой Жигулёвской ГЭС. По той же технологии выполнены кабельные участки на открытом распределительном устройстве 500 кВ Саяно-Шушенской ГЭС. А проект комплексной модернизации ОРУ-500 кВ Волжской ГЭС предполагает отказ от воздушных линий-«пятисоток» в пользу кабельных с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Братская ГЭС в этом отношении станет пионером Иркутской энергосистемы. Техническое перевооружение кабельных линий 220 кВ на ней начали в 2016 году. В монтаже задействованы две подрядные организации – БМУ ГЭМ и «ГЭС-ремонт», на долю которого приходится основной объём работ. Уже заменены те из них, которые соединяют открытое распределительное устройство и блоки «генератор – трансформатор» №№ 9, 10, 13 и 14. На каждой из них пришлось демонтировать 15,5 тонны кабеля и около 82 тонн металлоконструкций, включая маслонаполненный трубопровод. О колоссальном объёме производимых монтажных работ можно судить по технологии их проведения. К примеру, для замены одной линии требуется вывод в ремонт блока на срок около пяти месяцев, так как кабель является единственной его связью с энергосистемой. Затем сливают масло из трубопровода и разбирают концевые и соединительные муфты (так как в них кабель зафиксирован). Потом кабельные жилы в бумажной изоляции вытягивают из трубы для последующей их переработки. Далее выполняется демонтаж трубопровода и поддерживающих конструкций, а параллельно начинается монтаж на этом месте кронштейнов под новую кабельную линию.

Когда трасса готова, устанавливают ролики, по которым затем протягивают новый кабель, разматывая его с барабана, который устанавливается на ОРУ. Для протяжки используется специальная лебёдка, которая обеспечивает равномерную протяжку кабеля, защищая его от повреждений. После протяжки новые кабели укладываются в треугольник на новых поддерживающих конструкциях и закрепляются. Большая строительная длинна новых линий позволила избежать устройства соединительных муфт на Братской ГЭС. Для сравнения: на старой КЛ их было 2-3 штуки на каждой. Далее выполняется монтаж концевых муфт. Одна из них, соединяющая КЛ с трансформатором 220 кВ, размещается в приставном коробе, заполненном маслом, а вторая (со стороны распределительного устройства) открытая. После окончания всех строительно-монтажных работ производится испытание как самой линии, так и наружной оболочки экрана кабеля, которая предотвращает увлажнение его изоляции.В настоящее время идут работы на линиях от одиннадцатой и двенадцатой машин, до конца года их завершат на шестнадцатой. В плане на 2019 год стоят работы ещё на трёх оставшихся блоках.

 

Читайте также
Свежий номер
Фоторепортажи
Мнение
Пресс-релизы
Проекты и партнеры
  все
Свежий номер