45-я сессия СИГРЭ

45 Сессия СИГРЭ (Август, 24-29, 2014)

Основными темами 45 Сессии стали:

  1. Создание оборудования с учетом экологических требований
  2. Обслуживание, ремонт и продление срока службы оборудования
  3. Мониторинг оборудования и систем в режиме реального времени
  4. Развитие решений по постоянному току
  5. Координация между операторами систем передач электроэнергии
  6. Публичная приемка оборудования
  7. Интеграция возобновляемых источников энергии
  8. Активные распределительные системы
  9. Информационные системы

В рамках работы комитета А1 «Машины электрические вращающиеся», членами которого являются руководители АО «НПО ВЭИ Электроизоляция», темами для обсуждения на Сессии стали: 1) Развитие вращающихся электрических машин, 2) Управление сроком службы генераторов, 3) Вращающиеся машины для распределенной генерации. Профессиональное внимание специалистов АО «НПО ВЭИ Электроизоляция» было приковано к следующим докладам:

  1. Мониторинг вибрации концевых частей обмотки турбогенераторов с воздушным охлаждением J. KAPLER, J. LETAL, M.SASIC, G.C.STONE (Канада) А1-201

Авторы рассматривают проблему вибраций концевых частей обмотки турбогенераторов с воздушным охлаждением, считающейся одной из самых проблематичных зон из-за воздействия электромагнитных сил удвоенной промышленной частоты из-за токов в стержнях статора, а также механических сил, передаваемых через сердечник и подшипники на частоте вращения, соответствующей частоте сети для двухполюсных агрегатов и половине частоты сети для четырехполюсных машин. Ввиду экономических причин, а именно распространения тенденций по сокращению сроков изготовления и снижения стоимости генераторов, проблема вибрации приобрела колоссальное значение, превратившись в механизм отказа работы агрегатов, наряду со старением материала и периодическими сбоями в работе энергосистемы. Авторами доклада разработан и предлагается к рассмотрению ряд мероприятий по устранению проблемы вибрации.

  1. Мониторинг вибрации лобовых частей гидрогенераторов S.GIROUX, D. BUSSIÈRES, A. TÉTREAULT (Канада) А1-203

Авторы предлагают на рассмотрение исследование эффективности применения оптоволоконной технологии для мониторинга вибрации лобовых частей гидрогенераторов в режиме реального времени. Подчеркивается важность правильного расположения нужного количества датчиков определения целостности структуры обмотки в целях предотвращения серьезных и дорогостоящих сбоев и в конечном счете продления срока службы сердечника статора и обмотки.

  1. Усовершенствованная методика диагностики нарушений в работе гидрогенераторов PENG, J. CHENG, J. SHUAI, Y.P. LI, G.Q. CHEN (Китай) А1-204

В докладе предлагается использование искусственного интеллекта при диагностике неисправностей и быстром прогнозировании возможных нарушений в работе гидрогенераторов.

  1. «Черный ящик» для электрических машин A. ELEZ, J. POLAK, I. POLJAK, J. ŠTUDIR, M. DUJMOVIć (Хорватия) А1-205

Авторы доклада предлагают к рассмотрению применение в диагностике системы мониторинга — «черный ящик» ЕМВВ, состоящей из измерительных датчиков, блок обработки данных, синхронизированный с измерительными модулями и прикладной программой. С помощью таких параметров, как напряжение, ток, температура, вибрация на основе разработанных алгоритмов регистрируется нарушение – асинхронная операция, некорректная синхронизация, значительная асимметрия, двухфазная работа, перегрузка, чрезмерный нагрев обмотки статора, чрезмерные вибрации корпуса генератора. Также фиксируется количество запусков машины, что прогнозирует срок службы агрегата. Данная методика разработана в целях упрощения и увеличения эффективности работы оператора.

  1. Инновации при реабилитации статоров турбогенераторов на электростанциях. A.L. LIVSHITS, K.A. KOBZAR, V.S. SHPATENKO, V.V. KUZMIN (Украина) А1-207

В докладе проанализирована проблема осевой вибрации сердечника статора, в последнее время признанная в качестве основной причины сокращения срока службы и низких показателей надежности турбогенераторов. Приведены основные неисправности, вызванные осевой вибрацией, представлен новый подход к модернизации, в частности предлагается усиление жесткости сердечника, описаны методы технического обслуживания.

Работа исследовательского комитета А3 «Высоковольтное оборудование» была посвящена вопросам 1) Оборудование для удовлетворения меняющихся условий сети, 2) Управление продолжительностью срока службы и старением оборудования передачи и распределения, 3) Воздействие экстремальных условий эксплуатации на оборудование передачи и распределения.

  1. Устройства защиты и инновационные решения для развития Smart Grid L. KOJOVIC, K. ARGIROPOULOS (США-Канада) А3-112

В докладе представлены новые решения для постоянно развивающейся интеллектуальной энергосистемы Smart Grid. Предлагается использование катушек Роговского в качестве датчиков тока, высоковольтных делителей напряжения в качестве датчиков напряжения, и многофункциональных цифровых реле, предназначенных для расширения технологии цифровой связи. Основное внимание уделяется конструкциям катушек Роговского и аспектам их применения, поскольку они в большей степени влияют на эффективность работы релейной защиты, автоматики во всех типах распределительных систем, что продемонстрировано на испытаниях.

  1. Исследование композитных изоляторов в экстремальных условиях — сильный снег и сильное загрязнение H. MIYAKAWA, H. TAKADA, Y. ITO, M. TOYODA, J. KIDA, H. KOYAMA (Япония) А3-305

Во всем мире расширяется применение полых композитных изоляторов в диапазоне от низкого напряжения до ультравысокого из-за превосходных механических свойств, таких как  гидрофобность, простая конструкция, взрывобезопасность, малый вес, механическая прочность при внутреннем давлении и на изгиб, сейсмическая стойкость, простота в обращении. В докладе приведены результаты полевых испытаний изоляторов высоковольтных элегазовых выключателей в условиях большого количества снега и сильного загрязнения и результаты обследования изоляторов на предмет их механической целостности в лабораторных условиях. Дана оценка их надёжности и эффективности в долгосрочной перспективе.

  1. Явление обрыва тока и испытание сверхмощного генераторного элегазового выключателя R.P.P. SMEETS, L.H. te PASKE, S. KUIVENHOVEN, R. THOMAS, V. ROYOT, P. ROBIN-JOUAN, J.M. WILLIEME, F. JACQUIER (Нидерланды-Франция) А3-306

Большие генераторные автоматические выключатели часто устанавливаются между повышающим трансформатором и генератором на электростанциях. Данное конкретное место установки предъявляет особые требования в отношении электрических напряжений на них, устройства уязвимы в условиях отказа системного питания и генераторного питания. Авторы предлагают к рассмотрению новый метод испытаний режимов и условий работы мощных генераторных выключателей, а также результаты испытаний элегазового генераторного выключателя на номинальное напряжение 27 кВ и номинальный отключаемый ток 100 кА с помощью новой синтетической схемы испытаний.

На 45 Сессии работа ИК В3 «Подстанции» велась по двум направлениям: 1) Модернизация подстанций в соответствии с требованиями будущего, 2) Управление жизненным циклом подстанций. Следующие доклады вызвали интерес у специалистов АО «НПО ВЭИ Электроизоляция»:

  1. Технология самовосстановления для «умных» распределительных сетей и ее применение XUZHU DONG, LI YU, FENG WANG, PENG LI, XIAOYUN HUANG, SHAOYUAN HUANG (Китай) В3-103

В докладе описываются концепция и особенности технологии самовосстановления, разработаны стратегии контроля в целях предотвращения сбоев в работе энергосистемы. Основываясь на традиционных технологиях автоматизации распределенной сети, систем связи и передовых измерительных технологиях, контроль самовосстановления распределительной системы был значительно улучшен в части наблюдаемости, управляемости и быстрого реагирования. Выявлена возможность контроля распределенной системы с большим количеством интегрированных распределенных энергоресурсов и устройств хранения энергии с помощью контроля самовосстановления. Предоставлена в деталях Национальная программа исследований и разработок в области высоких технологий Китая по технологии самовосстановления для распределительных сетей.

  1. Новое поколение высокоинтегрированных интеллектуальных подстанций PENG SUN, YONG CAI, ZHIQIAN BO, TIANSHU BI (Китай) В3-104

Авторы представляют новое поколение интеллектуальных подстанций на основе последних тенденций развития технологии и оборудования с особым упором на высокоинтегрированную ПС с открытыми распределительными устройствами. Проведенный технико-экономический анализ показывает, что применение новых цифровых измерительных трансформаторов, сетевое слияние, иерархической структуры систем защиты и управления, нового оборудования и технологий приводят к значительному повышению надежности оборудования подстанций, удобству его использования, сокращению занимаемой площадей и уменьшению строительного цикла, которые становятся новой тенденцией развития подстанции.

  1. Развитие технологий КРУЭ для соответствия новым требованиям по классу напряжения 420 кВ и выше A. FICHEUX G. GAUDART, N. TOQUET, A. BERTINATO, J.B. JOURJON, N. GARBI, D. DEPRES, M. BERNARD, P. VINSON, V. TROUBAT, T. BERTELOOT (Франция) В3-105

В докладе подробно описаны последние разработки технологий КРУЭ, созданных в целях удовлетворения новым требованиям к номинальному напряжению от 420 кВ до 800 кВ ввиду развития сетей сверхвысокого напряжения. Новые технологии имеют массу преимуществ, таких как компактность, хорошая интеграция в ландшафт, гибкость решений независимо от электрических схем и т.д.

  1. Первая в России «Цифровая подстанция» 110 кВ, использующая стандарт IEC 61850 для измерений, релейной защиты и управления коммутационными аппаратами  ПОПОВ С.Г., МОРЖИН Ю.И., КОРЖЕЦКИЙ Ю.В., ИЛЬИН М.Д. (Россия) В3-110

Авторы рассматривают технологию «Цифровая подстанция», разработанную на основе стандарта IEC 61850. К составляющим технологии относятся построение надежной коммуникационной сети для IED терминалов («шина процесса» и «шина станции»), а также полевые испытания оборудования от разных производителей на возможность совместной работы. Для создания данной технологии, в том числе для разработки технических требований к первичному и вторичному оборудованию, создаваемому по новой технологии в ПАО «НТЦ ФСК ЕЭС» (ранее ОАО) создан опытный полигон «Цифровая подстанция» на базе действующей экспериментальной подстанции переменного тока 110/10 кВ от электрической сети 110 кВ региональной сетевой компании ПАО «МОЭСК» (ранее ОАО). Полевые испытания проводились на подстанции и в лаборатории.

  1. Ограничения, тенденции и потенциал в проектировании современных газоизолированных распределительных устройств высокого напряжения D. GAUTSCHI, K. POHLINK, R. LUESCHER, Y. KIEFFEL (Швейцария-Франция) В3-112

В докладе рассматриваются основные достижения в проектировании газоизолированных распределительных устройств за последние 60 лет, а именно компактность (уменьшение на 85%), объем элегаза (снижен на 90%), энергия привода (увеличение на 50%). Зафиксированы улучшения в плане доступности, мониторинга, гибкости и газоплотности. Также ведутся работы в области исследования альтернативных газов для замены элегаза в качестве изолирующих газов в высоковольтном распределительном устройстве.

  1. Практическое использование систем мониторинга/диагностики для эффективного технического обслуживания, стабильности поставок электроэнергии и оптимального восстановления Y. MATSUSHITA, H. CHIDA S. NOGUCHI, K. SASAMORI (Япония) В3-114

 В докладе авторы описывают применение систем мониторинга и диагностики с использованием высокоэффективных датчиков в целях повышения качества эксплуатации и оптимизации инвестиций в оборудование подстанций. Внимание было уделено автоматическому получению данных по ТО, раннему обнаружению места повреждения в КРУЭ, контролю за газонепроницаемыми участками в стареющем оборудовании. Были рассмотрены сенсорные технологии для повышения эффективности контроля на распределительных подстанциях. Периодичность контроля может быть снижена за счет автоматического сбора данных по техническому обслуживанию и за счет использования существующих IP сетей для передачи. Также была доказана целесообразность применения высокоэффективных датчиков давления элегаза в КРУЭ, включая класс напряжения ниже 154 кВ. Благодаря этой системе датчиков время определения места возникновения неисправности уменьшается до 10 секунд, что способствует значительному сокращению времени отключения электроэнергии. С помощью указанного датчика давления элегаза утечки элегаза снизились до 0,5% в год. В случае утечки газа из стареющего КРУЭ или элегазовых выключателей, предложен план по переоснащению такого оборудования на основе оценки затрат на использование. Представлены высокоточные и надежные датчики, которые имеют аналогичный КРУЭ срок службы. Новая система мониторинга была поставлена в коммерческих целях для обнаружения утечек элегаза во время работы и указания места повреждения в соответствии со стандартом МЭК.

  1. Система мониторинга частичных разрядов для высоковольтных подстанций F. GARNACHO, R. MARTÍN, I. TRASMONTE, P. SIMÓN, M.A. SÁNCHEZ-URÁN, J. ORTEGO, F. ÁLVAREZ, A. GONZÁLEZ, D.PRIETO (Испания) В3-210

Для обеспечения непрерывности обслуживания, предотвращения сбоев поставок электроэнергии и аварийных отключений, на подстанциях необходимо проводить мониторинг и диагностику электрической изоляции. Авторы рассматривают применение компанией Union Fenosa Distribucion онлайн мониторинга частичных разрядов на основе нового подхода, по которому система обнаруживает, анализирует и устраняет внутренние дефекты в КРУЭ, кабельных муфтах, силовых трансформаторах. Интегрированная система мониторинга частичных разрядов автоматически удаляет фоновый шум, находит и различает источники ЧР, расположенные в одном месте, и определяет тип каждого источника. Авторы приводят специальные алгоритмы, основанные на избыточных данных ЧР, которые применяются для определения типа и расположения различных источников ЧР.

На 45 Сессии пристальное внимание специалистов АО «НПО ВЭИ Электроизоляция» было приковано к тематике распределенной генерации в рамках работы Исследовательского комитета С6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация»). Дискуссия велась по трем направлениям: планирование в распределительных сетях с большой долей ВИЭ и новых видов нагрузки, управление режимом активной распределительной сети, новые методы оперативного управления и регулирования в распределительных сетях.

  1. Максимизация локального потребления возобновляемой энергии путем смещения гибких электрических нагрузок во времени и пространстве S. ÜBERMASSER, T. LEBER, M.STIFTER, F. LEIMGRUBER, M. MEISEL (Австрия) С6-102

Всемирные усилия, направленные на решение глобальных проблем изменения климата и рост источников возобновляемой энергии, привели к значительным изменениям в энергетическом секторе. Авторы рассматривают проект SmartGrids ERA-NET — G[e]oGreen, целью которого является изучение возможностей интеграции спроса, а также достижение энергетического баланса и общей стабильности энергосистемы. G[e]oGreen — это структура ячеек, состоящих из по меньшей мере одного элемента инфраструктуры (статический объект), гибкого объекта и менеджера ячеек, выполняющего локальную оптимизацию. В докладе ячейка соотносится с политическим округом Австрии. Проведенная работа полезна для стратегического планирования в Австрии, являясь основой для разработки алгоритма оптимизации.

  1. Анализ производительности распределительных систем с источниками распределенной генерации M.M. ABOU EL SAAD, A. H.YOUNES, F.M. BENDARY, А.S. HASSAN ALI (Египет) С6-104

В докладе описывается методология подготовки плана работы инженеров по интегрированию объектов распределенной генерации в сеть с учетом потока мощности для определения их оптимального местоположения и размера. Исследование проводится на базе реальной распределительной системы Египта с размещением одного или нескольких блоков распределенной генерации с целью уменьшения общих потерь активной мощности и увеличения величин напряжения.

  1. Особенности интеграции малых распределенных ТЭЦ в энергосистему Ю.Н. Кучеров, Ю.Г. Федоров, Д.Н. Ярош, П.В. Илюшин, А.З. Жук, Ю.А. Зейгарник, С.А. Некрасов, Ф.В. Веселов, С.П. Филиппов  (Россия) С6-106

Авторы рассматривают распределенную генерацию в качестве возможности разгрузки линии электропередачи или трансформатора, а также регулирования напряжения, в том числе в случае аварийных ситуаций для снижения необходимости отключения нагрузки или отказа от погашения нагрузки в целом. Определенные характеристики РГ вызывают трудности в управлении энергосистемой и рассматриваются в процессе интеграции РГ в энергосистему. В докладе на примере московской энергосистемы описывается использование газотурбинных, дизельных и газо-поршневых генерирующих установок для противоаварийного управления. Предложены технические условия присоединения для проектирования электрической сети с РГ. Внедрение предложенных мероприятий позволит повысить надежность управления энергосистемой и качество электроснабжения.

  1. Контроль напряжения в распределительных сетях с высокой долей объектов распределенной генерации B. ULJANIĆ, B. BLAŽIČ, I. PAPIČ, C. DIERCKXSENS, B. BLETTERIE, W. DEPREZ (Словения-Бельгия-Австрия) С6-110

В докладе основное внимание уделяется теме интеграции фотогальванических источников с возможностями управления напряжением в сети низкого напряжения. Представлены результаты измерений для различных стратегий управления напряжением в реальной распределительной сети Бельгии. Эффективность предложенных концепций контроля напряжения оценивалась и с помощью моделирования и во время полевых измерений. Было подтверждено, что сети низкого напряжения особенно сложны для моделирования из-за стохастического потребления домашних хозяйств и переменной генерации фотогальванических источников. Авторы подчеркивают необходимость сравнения эффективности различных алгоритмов управления напряжением.

  1. Активное управление распределительной системой D. TREBOLLE, G. LORENZ, P. HALLBERG, P. MANDATOVA, J. TELLO-GUIJARRO (Испания-Бельгия-Швеция) С6-208

В документе подчеркивается необходимость использования Active System Management (ASM) для распределительных сетей в качестве ключевого инструмента эффективной и безопасной интеграции высокой доли распределенных энергоресурсов. Работа содержит технические и нормативные рекомендации, в основном по вопросам распределенной генерации, но также в значительной степени которые применимы к гибким нагрузкам, электромобилям и системам накопления электроэнергии.