Высоковольтное наследие
Текст: Лев Травин | 2014-04-01 | 10049
Нашим читателям мы уже рассказывали о планах Китая по созданию энергетического моста, призванного объединить Европу и Азию. В основе этой идеи лежат технологии линий электропередач постоянного тока, базирующиеся на старых советских разработках.

 

Работы в области высоковольтной преобразовательной техники, силовой электроники и линий электропередачи постоянного тока (ЛЭП ПТ) в Советском Союзе проводились еще в 30-х годах прошлого века и были продолжены после Великой Отечественной войны – практически одновременно сразу в нескольких научно-исследовательских институтах: Научно-исследовательском институте постоянного тока в Ленинграде (НИИПТ), Всесоюзном электротехническом институте имени В.И.Ленина (ВЭИ) и в Энергетическом институте АН СССР (ЭНИН).

Эти работы велись с освоения силового и исследовательского оборудования, полученного из Германии по репарациям. В 1941 году в Германии был разработан проект кабельной электропередачи постоянного тока 60 МВт, ± 200 кВ, 115 км на ртутных вентилях для электроснабжения Берлина. К концу войны был создан комплекс электрооборудования для этой линии электропередачи, а компании Siemens и AEG начали ее строительство в конце Второй мировой войны, видя в этом последний шанс для электроснабжения Берлина. Но строительство не завершили – произошла капитуляция Германии. Оборудование было демонтировано, передано советской стороне и частично использовано для строительства опытно-промышленной кабельной ЛЭП ПТ Кашира-Москва с параметрами: передаваемая мощность 30 МВт, напряжение ± 100 кВ, ток линии 150 А, длина кабельной линии 120 км.

ЛЭП ПТ Кашира-Москва сооружалась и налаживалась советскими специалистами в трудное послевоенное время. Некоторые виды немецкого оборудования были неработоспособны либо намеренно испорчены и заменены отечественными. Кабель оказался непригодным и был заменён кабелем завода «Москабель». Рабочие заземлители отсутствовали. В Московском отделении НИИПТ были разработаны новые рабочие заземлители в коксовой засыпке, которые оказались настолько эффективными, что в дальнейшем стали применяться на многих ЛЭП ПТ мира.

Немецкая система управления, регулирования и защиты была неработоспособна и заново разработана в НИИПТ. Система защиты от перенапряжений и разрядники были разработаны в ВЭИ. Высоковольтные ртутные вентили фирмы AEG типа HQNG-1/1 были постепенно заменены вентилями ВР-1, разработанными в ВЭИ. ЛЭП ПТ Кашира-Москва была введена в опытно-промышленную эксплуатацию в 1950 г. и явилась первой в мире крупной электропередачей постоянного тока.

В НИИПТ и ВЭИ были начаты интенсивные исследования принципов создания, схем и режимов работы ЛЭП ПТ, чтобы сформулировать технические требования к вентилям и другому электрооборудованию преобразовательных установок. В то время при отсутствии вычислительной техники математическое описание процессов в преобразовательных установках было затруднительным и приводило к необходимости решения сложных систем дифференциальных уравнений, поэтому в ВЭИ была создана уникальная физическая модель ЛЭП ПТ, предназначенная для изучения режимов работы любой ЛЭП ПТ, в том числе действующей ЛЭП ПТ Кашира-Москва и проектируемой Волгоград-Донбасс. Сравнение результатов исследования процессов на действующей ЛЭП ПТ Кашира-Москва с данными, полученными на физической модели, дало хорошие результаты, и была доказана справедливость такого моделирования. Результаты исследования переходных процессов на физических моделях показали возможность упрощенного математического описания этих процессов, благодаря чему стало возможно использовать для этой цели аналоговые математические машины непрерывного действия.

В ВЭИ ещё с военных времён были организованы работы по проектированию, изготовлению и применению преобразователей различного назначения 10-30 кВ на основе ртутных вентилей среднего напряжения (игнитронов) и высоковольтных ртутных вентилей. Эти работы были резко ускорены, в результате чего в ВЭИ был разработан высоковольтный ртутный вентиль типа ВР-9 на 130 кВ, 900А, что позволило начать в конце 50-х годов разработку проекта ЛЭП ПТ Волгоград-Донбасс силами трех организаций: Энергосетьпроект, НИИПТ и ВЭИ под общим руководством Энергосетьпроекта. ЛЭП ПТ Волгоград-Донбасс проектировалась и строилась полностью на отечественном электротехническом оборудовании, большая часть которого была разработана в ВЭИ и изготовлена на Опытном заводе ВЭИ. Режимы работы ЛЭП ППТ Волгоград-Донбасс были проанализированы на физической модели в ВЭИ, но технические требования к оборудованию были разработаны НИИПТом. НИИПТ также разработал систему управления, регулирования, защиты и автоматики.

Проектные параметры электропередачи постоянного тока Волгоград-Донбасс: напряжение ±400 кВ, передаваемая мощность 720 МВт, выпрямленный ток 900 А, длина воздушной линии 473 км. Электропередача была введена в эксплуатацию в 1962-1965гг. и в течение ряда лет являлась крупнейшей электропередачей постоянного тока в мире.

После ввода ЛЭП ПТ Волгоград-Донбасс в эксплуатацию к ней был проявлен большой интерес в мире, а в ВЭИ составлялись ежегодные доклады о результатах эксплуатации этой передачи по методике Международного совета по большим электроэнергетическим системам (СИГРЭ) и отсылались в Рабочую группу СИГРЭ по надежности ЛЭП ПТ. Исследовательский Комитет 14 СИГРЭ «Электропередачи постоянного тока» был приглашён провести заседание в Волгограде в 1969 г., посвященное демонстрации работы этой передачи. На это заседание приехали делегаты из 40 стран. Заседание ИК 14 СИГРЭ в Волгограде и экскурсии на ГЭС и Волжскую подстанцию ППТ прошли успешно. Делегаты отметили большие достижения СССР в области ввода крупнейшей в мире ЛЭП ПТ. 

 

Учёные и инженеры, сотрудники ВЭИ, НИИПТ, ЭНИН и других организаций, занимающиеся исследованиями и разработками ЛЭП ПТ и оборудования для них, пользовались большим авторитетом у зарубежных коллег. В частности, с момента образования ИК 14 СИГРЭ до последнего времени регулярными членами СИГРЭ от Национального Комитета СССР (в последующем – России) являлись сотрудники ВЭИ. Регулярно выпускаемые труды ВЭИ и НИИПТ по этой тематике, статьи в отечественных технических журналах служили для иностранных специалистов учебниками по теории ЛЭП ПТ и практике их внедрения.

В 1970 году в Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), занимающейся разработкой международных стандартов в областях электротехники, электроэнергетики и электроники, был создан Технический Подкомитет 22Ф «Преобразователи для электропередач постоянного тока высокого напряжения» (ПК 22Ф), и в качестве признания заслуг советских специалистов в усовершенствовании этого направления развития электроэнергетики Советскому Национальному Комитету МЭК было предоставлено право вести Секретариат ПК 22Ф, который был поручен ВЭИ. Всего в то время Советскому Национальному Комитету МЭК было дано право вести секретариаты 9 Технических комитетов МЭК из 100 действующих. С тех пор и до настоящего времени секретарем ПК 22Ф является сотрудник ВЭИ, хотя число секретариатов МЭК в России сократилось до двух.

В 1995 году область деятельности ПК 22Ф была значительно расширена, он стал называться «Силовая электроника для электрических передающих и распределительных систем».

Интерес к ЛЭП ПТ во всём мире объяснялся тем, что во многих случаях они обладают значительными техническими и экономическими преимуществами перед эквивалентными по мощности электропередачами переменного тока.

Подстанции ЛЭП ПТ сложнее и дороже подстанций ЛЭП переменного тока, поскольку они содержат много дополнительного оборудования (мощные преобразовательные установки со своими системами регулирования, защиты, сигнализации, охлаждения и т.д.; синхронные компенсаторы и мощные батареи конденсаторов для компенсации реактивной мощности, потребляемой преобразователями; фильтры высших гармоник на сторонах переменного и постоянного тока; сглаживающие реакторы и другое оборудование). С другой стороны, воздушные и кабельные линии постоянного тока проще и дешевле линий переменного тока: в отличие от трёх фаз переменного тока линии постоянного тока имеют обычно два полюса, поэтому проводов или кабелей для ЛЭП ПТ требуется значительно меньше, их опоры значительно проще и легче, расход материалов значительно меньше, трасса линии уже, стоимость строительства меньше, а значит, и стоимость линии постоянного тока в целом значительно ниже. При сравнении эквивалентных электропередач переменного и постоянного тока оказывается, что при определённой (критической) длине линии их полные стоимости (подстанции плюс линия) сравниваются, а при длине линии больше критической ЛЭП ПТ становится экономически более выгодной. В настоящее время критическая длина воздушной линии составляет 600-800 км, а кабельной линии – 30-50 км.

Однако даже при длине линии, равной нулю, так называемые вставки постоянного тока – ВПТ (выпрямительная и инверторная подстанции установлены в одном здании) – позволяют решить проблемы, которые в принципе нельзя решить применением ЛЭП переменного тока, например, соединить две системы переменного тока, работающие асинхронно или вообще имеющие разные частоты (системы 50 и 60 Гц, как например, в Японии).

Мощность и длина ЛЭП ПТ ограничиваются только параметрами преобразовательного и трансформаторного оборудования, в то время как мощность и длина линии переменного тока ограничиваются проблемами статической и динамической устойчивости. Мощность, передаваемая по ЛЭП ПТ, может регулироваться очень быстро и практически от нуля до максимума, в то время как регулировать мощность, передаваемую по линии переменного тока, гораздо трудней. ЛЭП ПТ надёжнее, чем ЛЭП переменного тока – при повреждении провода одной фазы целиком отключается вся ЛЭП переменного тока, в то время как при повреждении провода одного из полюсов ЛЭП ПТ по проводу оставшегося полюса можно передавать 50%-ную мощность.

Применение классических ЛЭП ПТ (с высоковольтными ртутными или тиристорными преобразователями с линейной коммутацией) позволяет решить проблемы электроэнергетических систем, которые нельзя или весьма трудно и дорого решить традиционными средствами:

1. Обеспечивается надежная, экономичная и полностью управляемая передача больших мощностей (тысячи МВт) на дальние расстояния (тысячи км) от удалённых мощных ГЭС или мощных ТЭС, расположенных непосредственно у угольных шахт, нефтяных разработок и т.д., к центрам нагрузки или на экспорт. Это было особенно важно для СССР, где основные энергетические ресурсы размещались за Уралом, а центры нагрузки – в Европейской части страны.

2. Обеспечивается надежная, экономичная и полностью управляемая передача электроэнергии по кабельным линиям на расстояние более 30 км (подводные кабельные линии – до 500 км) – глубокие вводы в крупные города; там, где строительство воздушных ЛЭП нерационально.

3. Обеспечивается объединение энергосистем, работающих асинхронно или с разными частотами (50 и 60 Гц). При этом уровни токов короткого замыкания в них не увеличиваются, не требуется замена оборудования (выключателей, разъединителей и т.д.), как это происходит при объединении энергосистем при помощи ЛЭП переменного тока. Повышаются статическая и динамическая устойчивость энергосистем, надежность электроснабжения. Исключаются системные аварии, развалы электроэнергетических систем, число которых в развитых странах быстро растёт с увеличением мощности энергосистем, и которые наносят громадный экономический ущерб. 

 

Опыт создания электрооборудования для мощных электропередач постоянного тока, наработанный в 60-х годах в СССР, и успешная работа электропередачи постоянного тока Волгоград-Донбасс, в тот период самой мощной в мире, заложили основы для дальнейшего развития высоковольтной преобразовательной техники. В 1966 г. вышло Постановление Совета Министров СССР о проведении НИОКР в области создания сверхдальних ЛЭП постоянного тока. Головным предприятием по разработке комплексного электротехнического оборудования для ЛЭП 1500 кВ постоянного тока был определен ВЭИ. Главным конструктором был назначен директор ВЭИ. Блестяще эрудированный специалист, он сразу определил ключевую критическую позицию проблемы – преобразовательные устройства. ВЭИ занимал лидирующую позицию в стране и в мире в области мощных ртутных вентилей и электронных вакуумных устройств.

Вместе с тем не было оставлено без внимания такое направление, как силовые полупроводниковые приборы (СПП), хотя серьезно о них говорить на том этапе было ещё рано.

В середине 60-х годов прошлого века в СССР была разработана Государственная программа, которая ставила своей конечной целью создание сверхмощной линии электропередачи постоянного тока Экибастуз-Центр напряжением 1500 кВ (±750 кВ), мощностью 6000 МВт и длиной 2400 км. В проекте на начальной стадии предполагалось использовать в преобразователях мощные высоковольтные ртутные вентили. Но уже в 1970 г. в связи с быстрым развитием полупроводниковой преобразовательной техники было принято решение прекратить работы по созданию новых мощных ртутных вентилей и в дальнейшем ориентироваться на разработку высоковольтных тиристорных вентилей (ВТВ).

В целях ускорения работ и получения наилучших технических показателей было принято решение использовать в СССР три конкурирующих между собой научно-производственных объединения во главе с ВЭИ, Научно-исследовательским институтом постоянного тока и Энергетическим институтом.

В ВЭИ в основу разработки ВТВ изначально были положены принципы, которые ориентировались на конечную цель, т.е. на создание сверхмощных ВТВ. К этим принципам в первую очередь относились внутренняя установка вентилей, модульная структура вентилей, широкое использование оптоэлектронных каналов для целей управления и мониторинга, охлаждение тепловыделяющих элементов деионизированной водой. Многие из этих технических решений были реализованы впервые в мировой практике. Все эти новаторские решения позволили ВЭИ выиграть в конкурентной борьбе с другими организациями и занять лидирующее положение в создании этого нового вида высоковольтного оборудования.

После того как в 1970-е годы было принято решение о сооружении ППТ Экибастуз-Центр 1500 кВ на высоковольтных тиристорных вентилях, в ВЭИ было создано отделение высоковольтной преобразовательной техники.

Разработанные этим коллективом новаторские научно-технические решения позволили создавать ВТВ, превышающие мировой уровень.

Минэлектротехпром выделил отраслевой завод для организации производства ВТВ – Уралэлектротяжмаш в Свердловске, огромный завод-город с числом рабочих более 10 тысяч человек.

В результате напряженной работы на УЭТМ был создан новый цех и организован выпуск первых образцов ВТВ, два из которых были поставлены на испытания во ВНИЦ ВЭИ (филиал ВЭИ) в г.Истре под Москвой. В Истринском центре была построена испытательная схема №5, где вначале проходили испытания высоковольтных ртутных вентилей, а затем – тиристорных вентилей для ППТ Экибастуз-Центр.

В соответствии с Государственной программой в 1969 году был введен в эксплуатацию преобразовательный мост с ВТВ на электропередаче постоянного тока Кашира-Москва. В 1974 г. началась опытно-промышленная эксплуатация преобразовательного моста с ВТВ на электропередаче постоянного тока Волгоград-Донбасс. Параметры моста: напряжение 100 кВ, выпрямленный ток 900 А. Высоковольтный тиристорный мост находился на наивысшем потенциале по отношению к земле в каскадной схеме соединения преобразователей на Волжской преобразовательной подстанции (400 кВ). Высоковольтные тиристорные вентили для этих электропередач постоянного тока были разработаны в ВЭИ и изготовлены на заводе «Уралэлектротяжмаш» (УЭТМ) в г. Свердловске (ныне г. Екатеринбург).

Комплекс исследований, проведенных в ВЭИ в процессе разработки и испытаний ВТВ для ЛЭП ППТ Кашира-Москва и Волгоград-Донбасс, позволил заложить основу для создания сверхмощных ВТВ. Производство всех последующих ВТВ было организовано на заводе СВПО «Трансформатор» в г. Тольятти.

Дальнейшее производство ВТВ в Свердловске было признано нецелесообразным, так как географически это далеко даже от подстанции в Тамбове, и принято решение передать производство тиристорных вентилей на Средневолжское производственное объединение «Трансформатор» в г.Тольятти (ПО «Трансформатор»). Благодаря энергичной работе, на ПО «Трансформатор» было создано самое совершенное производство со всеми элементами новых технологий и испытаний силовых тиристорных ячеек, световых систем управления на основе полупроводниковых лазеров и волоконной оптики и водяной системы охлаждения.

Самыми важными и значащими работами в период 1970 – 1980 г.г. явились разработки комплексов электрооборудования для ультравысоковольтных ЛЭП переменного тока напряжением 1150 кВ и постоянного тока 1500 кВ (±750 кВ). Практическая реализация проектов ультравысоковольтных ЛЭП постоянного тока напряжением 1500 кВ и переменного тока напряжением 1150 кВ началась с Постановления Центрального Комитета Коммунистической партии Советского Союза и Совета Министров СССР от 30.04.1981 г. № 412.

 

Это постановление содержало задание Министерству энергетики и электрификации (Минэнерго) СССР построить и ввести в действие в 1981-1990гг. линии электропередачи переменного тока напряжением 1150 кВ Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск (1272 км), Сургут-Урал (500 км), Итат-Новокузнецк (272 км), Новокузнецк-Западно-Сибирская-Экибастуз (950 км), а также ЛЭП постоянного тока Экибастуз-Центр напряжением 1500 кВ, с передаваемой мощностью 6000 МВт, длиной 2414 км. Кроме того, ставилась задача построить линии электропередачи переменного тока напряжением 500 кВ (с подстанциями) общей протяженностью около 2 тыс. км, связанные с распределением электрической энергии от подстанций напряжением 1150 и 1500 кВ.

Для обеспечения строительства ЛЭП 1150 и 1500 кВ и производства для них необходимого электрооборудования были привлечены Госплан СССР, Госснаб СССР, Академия наук СССР, Государственный комитет СССР по науке и технике, предприятия практически всех Министерств Советского Союза. Фактически вся громадная промышленность СССР работала на создание первых в мире ультравысоковольтных линий электропередачи переменного и постоянного тока.

Руководство ВЭИ решило, что для полноценного участия в проектировании будущих электропередач и разработки для них электрооборудования необходимо привлечение опытных проектировщиков. Поэтому в середине 70-х годов в ВЭИ был образован отдел комплексных разработок электротехнического оборудования (ОРКРО), для работы в котором были привлечены перешедшие на работу в ВЭИ сотрудники проектных организаций Энергосетьпроект и Гидропроект. Их участие в дальнейшей работе по разработке технических требований на создаваемое оборудование для новых электропередач и вставок постоянного тока было весьма существенно и позволило по-новому организовать работу ОРКРО на базе коллектива лаборатории, где были проведены исследования режимов работы ЛЭП ПТ и определены воздействия на ВТВ и другое оборудование преобразовательных подстанций.

Основные работы, выполненные в ОРКРО, – это согласование технических требований и разработка технических заданий к электрооборудованию передачи постоянного тока Экибастуз-Центр и вставки постоянного тока СССР-Финляндия в Выборге, а также испытания этого оборудования на испытательном стенде в Тольятти. Строительство этого уникального, единственного в мире Мощного испытательного центра (МИС) для проведения полномасштабных длительных испытаний всех основных видов электрооборудования для ЛЭП 1150 и 1500 кВ было осуществлено в 1979 году. Ни одна страна мира до сих пор не имеет подобного испытательного центра.

МИС состоял из открытых распределительных устройств, где были установлены все основные виды электрооборудования наружной установки для подстанций переменного тока 1150 кВ и преобразовательных подстанций электропередачи постоянного тока ±750 кВ. На МИС была обеспечена возможность всех видов высоковольтных испытаний, а также испытаний на стойкость при коротких замыканиях непосредственно от сети. Испытательные возможности этого стенда в части испытаний трансформаторов на стойкость при КЗ остаются непревзойденными до сих пор: в 80-е годы там был испытан однофазный трансформатор 320 МВА и трехфазный 666 МВА.

Разработка проекта ЛЭП ППТ Экибастуз-Центр началась в 1970 г. и проводилась силами трёх организаций: Энергосетьпроект (ведущий проектировщик), ВЭИ (разработчик электротехнического оборудования) и НИИПТ (разработчик технических требований к оборудованию). ЛЭП ППТ Экибастуз-Центр должна была стать крупнейшей в мире. Параметры этой передачи: напряжение между полюсами ±750 кВ, передаваемая мощность 6000 МВт, ток полюса 4000 А, провода полюса 5 х АСО – 1200, длина одноцепной ВЛ 2400 км.

Выпрямительная подстанция располагалась в Экибастузе, инверторная – в Тамбове. Назначение – передача мощности от Экибастузских ГРЭС в энергосистему Центра для покрытия дефицита мощности в этом районе.

Для ЛЭП постоянного тока 1500 кВ Экибастуз-Центр были разработаны, изготовлены, испытаны и частично поставлены на первую очередь (одна ветвь мощностью 1500 МВт) преобразовательных подстанций уникальные высоковольтные тиристорные вентили БВПМ-800/470-III, однофазные двухобмоточные преобразовательные трансформаторы 320 МВА на классы напряжения ±400 и ±750 кВ, линейные реакторы 4Г, 1000А на класс напряжения ±750 кВ, унифицированные разрядники РЛ, РГ-400 и РГ-800, аппаратура систем управления, регулирования, защиты и автоматики ЛЭП ППТ и другое электрооборудование (всего 70 наименований).

Ввод ЛЭП ПТ в эксплуатацию предполагалось осуществить в 1992 -1995 гг. На преобразовательных подстанциях был начат монтаж электрооборудования, построена воздушная ЛЭП длиной почти 1000 км, но в связи с распадом СССР все работы были прекращены, электрооборудование, поставленное на преобразовательные подстанции, было уничтожено, ЛЭП демонтирована и сдана на металлолом.

Электрооборудование для ЛЭП постоянного тока 1500 кВ, созданное в СССР, значительно, на двадцать пять лет, опередило мировой технический уровень. Первая ЛЭП подобного класса (1600 кВ или ±800 кВ) была построена в Китае только в 2010 г.

Опыт создания электрооборудования для ППТ Экибастуз-Центр был использован для быстрой разработки и изготовления оборудования для Выборгской вставки постоянного тока. Выборгская вставка постоянного тока (ВПТ), осуществляющая асинхронную связь между электрическими сетями 330кВ Северо-Запада России и 400кВ Финляндии, вводилась в эксплуатацию поблочно в 1981-1984 гг. К концу этого периода она, в соответствии с проектом, содержала три блока с комплектными преобразовательными устройствами (КВПУ) номинальной мощностью по 355 МВт (номинальный постоянный ток 2100 A, номинальное постоянное напряжение 170 кВ). Базовая мощность ВПТ по соглашениям, заключенным до начала проектирования, в то время была равна 600 МВт.

 

В 1981 г. было введено в эксплуатацию первое КВПУ, а в 1983 г. – последнее, третье КВПУ. За эту разработку главный конструктор высоковольтных тиристорных вентилей и другие сотрудники ВЭИ были удостоены Государственной премии в 1989 г.

После ввода в эксплуатацию трёх КВПУ и короткого (менее года) периода их приработки средняя передача энергии через ВПТ была на уровне примерно 4500 ГВтч в год (при расчетной проектной величине 4000 ГВтч в год).

В 1991 г. произошёл разрыв устоявшихся экономических связей на всех уровнях, прекращению планов развития и производства, практически полной остановке производства на большинстве промышленных предприятий, избытку генерирующих мощностей в электроэнергетике, отсутствию спроса на новое электрооборудование для электроэнергетики, обороны и большинства других отраслей экономики. Ряд ведущих предприятий, НИИ и КБ электротехнической промышленности оказались за границей. Спад в экономике привёл к резкому сокращению финансирования НИОКР из государственного бюджета Российской Федерации, снижению объёма заказов на разработку нового электрооборудования по хозяйственным договорам. Резко возросли платежи за потребляемую тепловую и электрическую энергию, воду, связь, транспорт и другие накладные расходы. Значительно уменьшилась заработная плата, что привело к увольнению ряда научных сотрудников, особенно молодых.

Но с середины 90-х гг. начался новый этап работ, который включал в себя не только реконструкцию, но и расширение Выборгской ВПТ. Основной целью этого этапа было повышение базовой мощности ВПТ по меньшей мере до 1000 МВт, а максимальной – до 1400 МВт. В этом была заинтересована как приёмная энергосистема, нуждающаяся в дополнительной энергии, так и отправная, располагающая ею.

В 2000 г. были завершены монтажные и наладочные работы на новом преобразовательном блоке Выборгской ВПТ (КВПУ-4). Блок был выполнен по такой же схеме, как и первые три, но снабжен аппаратурой управления, регулирования, защиты и автоматики нового поколения (КУРБ). В 2002-2005 гг. новой аппаратурой управления были оснащены и остальные блоки Выборгской ВПТ.

За счёт введения в систему регулирования канала изменения уставки мощности (в пределах 10%) в зависимости от частоты в настоящее время Выборгская ВПТ обеспечивает не только передачу заданного графика мощности, но и выполняет функцию регулируемого источника энергии, обеспечивающего поддержание частоты в энергосистеме Финляндии.

В 2000-2002 гг. были выполнены работы по обеспечению надежной передачи в Финляндию мощности более 1000 МВт. Трудности этой работы были обусловлены тем, что по нормам приёмной энергосистемы получение такой мощности от одного источника (общего узла) не допускается.

В 2006-2007 гг. в России активно обсуждалась и в 2008г. была одобрена Правительством Российской Федерации Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 г., которая предусматривала сооружение в 2011-2015 гг. на Урале и в Сибири трёх ЛЭП постоянного тока ±500 кВ и пяти ЛЭП постоянного тока ±750 кВ, а также 6 вставок постоянного тока по 500 МВт.

Однако, в 2010 году по результатам мониторинга реализации Генеральной схемы до 2020 г. было принято решение начать ее корректировку, приняв во внимание такие факторы как снижение ожидаемого роста энергопотребления за счёт повышения энергоэффективности экономики, финансовые трудности частных энергетических компаний, реальное снижение темпов ввода генерирующих мощностей и т.д. Разработан проект Генеральной схемы размещения энергетических объектов до 2030 года, в котором сокращены объёмы строительства электростанций (в том числе исключена из плана самая мощная Эвенкийская ГЭС) и ЛЭП. Проект Генеральной схемы до 2030 года рассматривается, но пока не утвержден. В период 1991-2012 гг. в России не было построено ни одной новой электропередачи или вставки постоянного тока.

В 2010-2011 гг. рассматривались планы строительства вставки постоянного тока на полностью управляемых приборах (IGBT, IGCT) мощностью 200 МВт на подстанции Могоча, в Читинской энергосистеме Сибири. Велись предпроектные работы по сооружению в 2010-2015 гг. ППТ напряжением ±600 кВ для передачи электроэнергии в Китай (подписано межправительственное соглашение о передаче в Китай до 16,5 ГВгч/год), а также кабельной ППТ напряжением ±400 кВ для передачи электроэнергии в Японию. Обсуждались планы дальнейшей реконструкции Выборгской ВПТ и строительства электропередачи постоянного тока 1000 МВт, ±300 кВ Ленинградская АЭС-Выборгская ВПТ.

В настоящее время ведётся строительство вставки постоянного тока мощностью 200 МВт на подстанции Могоча в Читинской энергосистеме Сибири на стадии поставки и монтажа электрооборудования, разработанного и изготовленного в России. ВПТ расположена между двумя несвязанными энергосистемами Дальнего Востока и Восточной Сибири и состоит из двух параллельных, не связанных между собой цепей, каждая из которых способна передавать активную мощность 100 МВт в обоих направлениях. Всего в ВПТ четыре преобразователя напряжения (ПН) по трехуровневой схеме с установленной мощностью по 102 МВт, Ud = 68 кВ, Id = 1500 А, которые подключаются к сети переменного тока через трансформаторы 220/35 кВ. На стороне переменного тока каждого преобразователя напряжения предусмотрено регулирование реактивной мощности в пределах ± 66 МВар. По графику пуск ВПТ Могоча в эксплуатацию должен быть в 2012 году.

Принято решение о строительстве ППТ 1000 МВт, ±300 кВ Ленинградская АЭС-Выборгская ВПТ (подводная кабельная + воздушная двухполюсная ЛЭП) с возможным увеличением мощности Выборгской ВПТ. Активная часть проекта должна начаться в текущем 2013 г.

Запланировано строительство Калининградской АЭС (1 ГВт в 2017 г. + 1 ГВт в 2020г), большая часть её мощности ориентирована на экспорт. Предполагается одна линия переменного тока 330 кВ в Литву и рассматривается проект строительства на подстанции Мамоново двух ВПТ по 500-600 МВт, одна из которых будет использована для экспорта электроэнергии в Польшу, а другая, возможно, в Германию.

 

Фотографии к статье из архива ВЭИ