История создания единой энергосистемы Республики Коми
Государственное
Автономное Общеобразовательное Учреждение Специального Профессионального
Образования Республики Коми Печорский Промышленно-Экономический Техникум
Отчет
по практике
г. Печора,
2012 г.
История создания единой энергосистемы
РК
К 1960-му году на территории республики было уже
множество локальных, изолированных друг от друга энергоузлов, принадлежащих
разным организациям и ведомствам, где использовалось 1916 электростанций. Общее
число работающих на ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, ЛЭС, ДЭС, в электрических и тепловых сетях,
принадлежащих различным предприятиям и организациям, составляло свыше 3 тысяч
человек. Если за весь 1928-й год выработка электроэнергии по республике была
равна 300 тысячам кВт, то уже к 60-му году эти показатели были выше миллиарда.
Но единой технической политики не существовало (кроме тех электроэнергетических
хозяйств, которые принадлежали комбинатам "Воркутуголь" и
"Интауголь", Ухткомбинату, Сыктывкарскому ЛДК, Сысольскому ПЭС, Коми
республиканскому СМУ "Сельэлектрострой", Горэлектросети Сыктывкара).
Стало ясно, что необходимо объединить разрозненное энергетическое хозяйство на
базе единого организационного центра.
В 1962 году специалисты отдела энергетики и
водного хозяйства Коми филиала Академии наук СССР составили научную записку за
подписями четырех секретарей обкомов КПСС (Коми, Архангельского, Вологодского и
Кировского) в адрес ЦК КПСС. В сентябре 1962 года на заседании
энергомеханической секции техникоэкономического совета Коми совнархоза (СНХ),
проходившего в г. Воркуте, рассматривались проектные варианты формирования
единой энергосистемы Коми АССР, разработанные Рижским отделением Всесоюзного
института "Тепло-электропроект" (РижТЭП). В минимальном варианте, в
период 1966-1970-х годах сохраняются изолированные Сыктывкарский и Ухтинский
энергоузлы. В энергосистему в этот период намечается объединить только города
Воркута, Инта (по ВЛ-220 кВ) и Печора (по ВЛ-110 кВ Инта-Печора). Полное
формирование энергосистемы по этому варианту намечалось к 1975 году. Совещание особо
отметило: "Строительство ГРЭС в районе Микуни или Серегово
предусматривается в максимальном варианте - к 1970 году, т.е. значительно
раньше Усть-Ижемского гидроэлектростанции (ГЭС), строительство которой
относилось к 1971-1980 годам".
В Коми АССР все ощутимее намечалось образование
самостоятельной отрасли - электроэнергетической. Назревала настоятельная
необходимость создания главного штаба электроэнергетики, способного
координировать
эксплуатацию зарождающейся отрасли и перспективу
её развития без ведомственных барьеров.
Наращиванием мощностей существующих
электростанций проблему энергообеспечения решить было невозможно. В связи с
этим Областной комитет КПСС, Коми Совнархоз, правительство республики
обратились в 1964 году к руководству Государственного комитета по энергетике и
электрификации СССР с просьбой организовать в республике энергетическое
управление с приемкой на его баланс ведомственных электростанций и
электрических сетей. Эта просьба была удовлетворена и приказом Комитета № 5а от
15 июня 1964 года было организовано Районное энергетическое управление
Комиэнерго с местонахождением в г.Ухте.
Времени на раскачку при создании с нуля
управления не было. Поэтому его руководителями были приглашены и назначены
опытные, прекрасно знающие свое дело, представители (воспитанники)
энергетических коллективов Воркуты, Инты, Ухты. До первого января 1965 года в
состав Комиэнерго были приняты все относительно крупные электростанции,
энергопоезда, отдельные дизельные и гидравлические электростанции. Общая мощность
принятых в Комиэнерго электростанций составила 309,2 МВт. Перед молодым
аппаратом управления Комиэнерго стояло много задач. Главными из них были:
сохранить и обеспечить надежную эксплуатацию
принятых электростанций и электрических сетей;
наметить четкую перспективу создания и развития
(еще не существующей) энергосистемы Республики Коми;
в кратчайшие сроки приступить к осуществлению
разработанной проектными институтами Минэнерго СССР (Энергосетьпроект,
Теплоэнергопроект, Сельэнергопроект) схемы развития энергосистемы Коми АССР на
1970 и последующие годы.
Целью схемных решений было создание
энергосистемы республики на базе строительства крупных тепловых электростанций
(ТЭЦ Сыктывкарского ЛПК, Сосногорской ТЭЦ, Печорской ГРЭС, расширение
Воркутинской ТЭЦ-2), магистральной линии электропередачи напряжением 220 кВ
Воркута-Инта-Печора-Ухта-Микунь-Сыктывкар, объединяющей все крупные
электростанции республики и распределительных сетей напряжением 220-110 кВ в
административные районы.
Только за первые двадцать лет деятельности
Комиэнерго установленная мощность электростанций увеличилась в 5,57 раза, что
почти в два раза превышает темпы роста по СССР. За этот же период выработка
электроэнергии по Комиэнерго возросла в 4,43 раза, тогда как в целом по СССР
она выросла в 2,9 раза. Отпуск тепловой энергии потребителям возрос в 3,6 раза.
Производство электроэнергии на душу населения
возросло с 1620 до 7000 кВтч. По этому показателю Республика Коми опередила
такие высоко развитые страны как Япония, Дания, Италия.
К 1982 году было в основном закончено
формирование энергосистемы. Вступили в строй действующих ТЭЦ Сыктывкарского
лесопромышленного комплекса, Сосногорская ТЭЦ, Печорская ГРЭС, завершено
строительство упомянутой системообразующей ВЛ-220 кВ Инта-Печора-Ухта-Микунь, две
ВЛ-110 кВ Микунь-Сыктывкар с соответствующими подстанциями. Только Воркутинский
энергоузел к этому времени работал изолированно.
декабря 1982 г. в 22 часа 22 минуты
энергосистема Коми была включена на параллельную работу с Единой энергосистемой
Европейской части СССР. С завершением строительства в августе 1985 года ВЛ-220
кВ Инта-Воркута и Воркутинский узел был подключен к Единой энергосистеме.
Сегодня пять энергоузлов "Комиэнерго"
- Воркутинский, Интинский, Печорский, Ухтинский и Южный - производят почти 3
млрд.кВт.ч электроэнергии (без учета Печорской ГРЭС, которая в 1993г. стала
самостоятельным акционерным обществом) и 7,5 млн. Гкал тепла - соответственно,
вдвое и вчетверо больше, чем 36 лет назад. Удельный расход топлива при этом
снизился примерно на 20%. Установленная электрическая мощность электростанций
"Комиэнерго" - 758 МВт.
Протяженность линий электропередачи напряжением
110 кВ увеличилась в 30 раз, превысив 4,5 тыс. км, а 220 кВ - с нуля до 1730
км. Все эти линии оснащены автоматикой и релейной защитой, позволяющей с
минимальными потерями локализовать и ликвидировать возможные аварийные
ситуации. В 8,5 раз до 618 км возросла протяженность теплосетей, в 2,7 раза -
до 9,5 тыс.человек - численность персонала. Всем этим хлопотным энергетическим
хозяйством оперативно управляет Центральная диспетчерская служба, которая
начиналась с телефонной трубки, а нынче представляет собой современный,
оснащенный компьютерной техникой центр управления.
Без сомнения, освоение богатств нашей северной
земли, развитие угольной, нефтяной, газовой и иных отраслей народного хозяйства
стало бы невозможным без надежной работы энергосистемы Республики Коми. Она
стала тем фундаментом, на котором в течение нескольких десятков лет была
создана производственная база некогда отсталого и неосвоенного Коми края.
Благодаря ответственности, профессионализму работников отрасли, республика
каждый год проходит суровые испытания северной зимы спокойно и легко. На рубеже
веков энергетики еще раз подтвердили высокий уровень профессионального
мастерства и готовность к работе в Новом тысячелетии в новых условиях и по
современным стандартам. Конечно же и в дальнейшем энергосистема республики
будет являть собой пример слаженной, надежной и качественной работы для всех
отраслей производства, оставаясь "становым хребтом" экономики, а
значит и благосостояния нашего северного края.
История создания Печорских
Электрических сетей
Датой создания печорских электрических сетей
можно считать май 1965г, когда было принято решение о создании новой структуры
на базе энергопоезда №33 расположенного в поселке Кожва (Саратовка) которая
стала именоваться «Дирекцией Печорских Энергопоездов» во главе которой был
поставлен Закурин Ю.Г.
Целью предприятия было объединение
энергетических источников и профессиональная эксплуатация сетей.
В те года в Припечорье преобладала лесная
промышленность речной авиационный и железнодорожный транспорт, геологоразведка.
На эти отросли работали первые энергетические источники (энергопоезд №33 и
стационарные дизельные станции пароходства) но город рос, и они не решали
проблему электроснабжения.
Для ликвидации дефицита электроэнергии в
осенне-зимний период было принято решение проложить временную кабельную линию
через р. Печору.
В 1967 г. пароходство передаёт электростанцию
мощностью 1500кВт, а портом поступают новые энергопоезда (№87, №136, №227,) и
две передвижные электростанции мощностью по 1050кВт.
В марте того же года Советом Министров Коми АССР
было принято решение о выделении площадки для строительства ГРЭС в районе
города Печоры.
Обеспечение стройки электроэнергией легло на
плечи «Дирекции Печорских энергопоездов». В 1971году в Печору из Тюмени была
доставлена плавучая электростанция «Северное Сияние-02» мощностью 24 МВт и
введена в эксплуатацию, начальником которой был назначен Рыбочка Я.И.
Согласно проекту реконструкции на баланс
«Дирекции Печорских энергопоездов» были приняты и модернизированы распредсети
0,4-10кВ города Печоры. В период 1971-1975гг. Начинается строительство новых
линий электропередач для сельских потребителей. До этого там были небольшие
дизельные электростанции.
После постройки и ввода в эксплуатацию линий
20кВ Кожва - Соколово (позднее до деревни Акись) и линии Кожва - Красный Яг
население левобережья получило надежное электроснабжение.
В 1977 году организация была переименована в
«Печорское предприятие электрических сетей» в результате пересмотра
организационной структуры предприятия. В состав новой организации вошли
Усинский и Печорский район, плавучая электростанция «Северное Сияние-02»,
энергопоезд №227.
По 1979год до в вода в эксплуатацию ГРЭС Печора
снабжалась электроэнергией от Сосногорской ТЭЦ.
Основное развитие электросети получили с
развитием Усинского нефтяного месторождения.
С 1975 по 1989года были построены высоковольтные
линии 220кВ объединившие в единую систему Печору, Ухту, Усинск, Возей, Северный
Возей и Инту, в том числе трансформаторные подстанции «Городская», «Печора»,
«Кожва», «Усинская», «Промысловая», «Сыня», «КС УГПЗ», «Газлифт», «Возейская»,
Северный Возей», огромное количество ТП И линий 35кВ.
году был создан отдел автоматизированных систем
управления производством. Задача, которого была разработка и внедрение
оперативно измерительного комплекса (ОИК) и цифровых регистраторов аварийных
процессов (ЦРАП) а так же и сбор, сохранение и предоставление различной
информации, строительство локальных сетей и обеднение их в корпоративную сеть.
Первые в Коми в 1994году на участке линии №8 Д.
Лыжа - Д. Акись была применена технология замены «простого голого» провода на
самонесущий изолированный провод SAX-70 финского производства.
В 1997году на баланс ПЭС (Печорские
Электрические Сети) были переданы сети 0,4-10кВ г. Усинска, п. Парма, п.
Усадора села Усть-Усы и дизельные электростанции всех сел Припечорья (от д.
Кушшор до д. Васькино) сделано это было на основании распоряжения Главы
Республики.
В 1998 году был присоединен Каджеромский район,
ранее входивший в Центральные сети. В этом же году при строительстве линии 10кВ
от ПС «Трош» до деревни Щельябож одними из первых в Коми был применён подводный
кабельный переход. Совхоз «Северный» был переведён на централизованное
электроснабжение.
С приходом директора Бопкова С.Н. в ПЭС была
проведена огромная работа по техническому перевооружению и реконструкции
электрических сетей, подстанций и сооружений, производственных баз, тепловых
сетей, котельной. Центральный тепловой пункт (ЦПТ) прекратил своё существование
совсем недавно, где много лет трудились Андреев Н.А., Ивакин В.П., Фирсова Х.Г.
Группой АСДУ ССДТУ в 2002 году заменила
устаревшее оборудование сбора данных на новое мощные компьютеры и отдельные
контролеры. Было установлено современное оборудование учета электроэнергии
(АСКУЕ) на базе ИПЦ.
На данный момент протяженность ВЛ состовляет3081
км.
ТП напряжением 35кВ и выше 59.
ТП напряжением 6-20/0,4кВ 404.
На данный момент в ПЭС работают примерно 450
человек.
Техническое обслуживание и ремонт
трансформаторов
Одним из важнейших преимуществ переменного тока
перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать
переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
Достигается это посредством простого и остроумного устройства - трансформатора,
созданного в 1876 г. замечательным русским ученым Павлом Николаевичем
Яблочковым.
П.Н. Яблочков предложил способ “дробления света”
для своих свечей при помощи трансформатора. В дальнейшем конструкцию
трансформаторов разрабатывал другой русский изобретатель И.Ф. Усагин, который
предложил применять трансформаторы для питания не только свечей Яблочкова, но и
других приемников.
Важная роль в развитии электротехники
принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. Он разработал основы теории многофазных
и, в частности, трехфазных переменных токов и создал первые трехфазные
электрические машины и трансформаторы. Трехфазный трансформатор современной
формы с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, был
сконструирован им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшее конструктивное
усовершенствования трансформаторов, уменьшалась их масса и габариты, повышалась
экономичность. Основные положения теории трансформаторов были разработаны в
трудах Е. Арнольда и М. Видмара.
Цель этого отчёта заключается в изучении
трансформаторов, их применения, ремонта и эксплуатации.
Общие сведения о трансформаторах
Назначение трансформаторов
Трансформатором называется статический
электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в
переменный ток другого напряжения той же частоты. Трансформаторы позволяют
значительно повысить напряжение, вырабатываемое источниками переменного тока,
установленными на электрических станциях, и осуществить передачу электроэнергии
на дальние расстояния при высоких напряжениях (110, 220, 500, 750 и 1150 кВ).
Благодаря этому сильно уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается
возможность значительного уменьшения площади сечения проводов линий
электропередачи.
В местах потребления электроэнергии высокое
напряжение, подаваемое от высоковольтных линий электропередачи, снова
понижается трансформаторами до сравнительно небольших значений (127, 220, 380 и
660 В), при которых работают электрические потребители, установленные на
фабриках, заводах, в депо и жилых домах. На э. п. с. переменного тока трансформаторы
применяют для уменьшения напряжения, подаваемого из контактной сети к тяговым
двигателям и вспомогательным цепям.
Кроме трансформаторов, применяемых в системах
передачи и распределения электроэнергии, промышленностью выпускаются
трансформаторы: тяговые (для э. п. с), для выпрямительных установок,
лабораторные с регулированием напряжения, для питания радиоаппаратуры и др. Все
эти трансформаторы называют силовыми.
Трансформаторы используют также для включения
электроизмерительных приборов в цепи высокого напряжения (их называют
измерительными), для электросварки и других целей.
Рис. 1 - Схема включения однофазного
трансформатора
Устройство трансформаторов
Трансформаторы в зависимости от конфигурации
магнитопровода подразделяют на стержневые, броневые и тороидальные.
Рис. 2 - Устройство стержневого (а), броневого
(б) и тороидального (в) трансформаторов
Трансформаторы большой и средней мощности обычно
выполняют стержневыми. Их конструкция более простая и позволяет легче
осуществлять изоляцию и ремонт обмоток. Достоинством их являются также лучшие
условия охлаждения, поэтому они требуют меньшего расхода обмоточных проводов.
Однофазные трансформаторы малой мощности чаще всего выполняют броневыми и
тороидальными, так как они имеют меньшую массу и стоимость по сравнению со
стержневыми трансформаторами из-за меньшего числа катушек и упрощения процесса
сборки и изготовления. Тяговые трансформаторы с регулированием напряжения на
стороне низшего напряжения - стержневого типа, а с регулированием на стороне
высшего напряжения - броневого типа.
Рис. 3 - Магнитопроводы однофазного тягового (а)
и силового трехфазного (б) трансформаторов: 1 - стержень; 2 - ярмовые балки; 3
- стяжные шпильки; 4 - основание для установки катушек; 5 - ярмо
Магнитопроводы трансформаторов (рис. 3) для
уменьшения потерь от вихревых токов собирают из листов электротехнической стали
толщиной 0,35 или 0,5 мм. Обычно применяют горячекатаную сталь с высоким
содержанием кремния или холоднокатаную сталь. Листы изолируют один от другого
тонкой бумагой или лаком. Стержни магнитопровода трансформатора средней
мощности имеют квадратное или крестовидное сечение, а у более мощных
трансформаторов - ступенчатое, по форме приближающееся к кругу (рис.4, а). При
такой форме обеспечивается минимальный периметр стержня при заданной площади
поперечного сечения, что позволяет уменьшить длину витков обмоток, а следовательно,
и расход обмоточных проводов. В мощных трансформаторах между отдельными
стальными пакетами из которых собираются стержни, устраивают каналы шириной 5-6
мм для циркуляции охлаждающего масла. Ярмо, соединяющее стержни, имеет обычно
прямоугольное сечение, площадь которого на 10-15% больше площади сечения
стержней. Это уменьшает нагрев стали и потери мощности в ней.
В силовых трансформаторах магнитопровод собирают
из прямоугольных листов. Сочленение стержней и ярма обычно выполняют с взаимным
перекрытием их листов внахлестку. Для этого листы в двух смежных слоях
сердечника располагают, как показано на рис. 4, б, г, т. е. листы стержней 1, 3
и ярма 2, 4 каждого последующего слоя перекрывают стык в соответствующих листах
предыдущего слоя, существенно уменьшая магнитное сопротивление в месте
сочленения. Окончательную сборку магнитопровода осуществляют после установки
катушек на стержни (рис. 4, в).
В трансформаторах малой мощности магнитопроводы
собирают из штампованных листов П- и Ш-образной формы или из штампованных колец
(рис. 5, а-в).
Рис. 4 - Формы поперечного сечения (а) и
последовательность сборки магнитопровода (б - г)
Большое распространение получили также
магнитопроводы (рис. 5,г-ж), навитые из узкой ленты электротехнической стали
(обычно из холоднокатаной стали) или из специальных железо-никелевых сплавов.
Рис. 5 - Сердечники однофазных трансформаторов
малой мощности, собранные из штампованных листов (о, б), колец (в) и стальной
ленты (г-ж)
Обмотки. Первичную и вторичную обмотки для
лучшей магнитной связи располагают как можно ближе друг к другу: на каждом
стержне 1магнитопровода размещают либо обе обмотки 2 и 3 концентрически одну
поверх другой (рис.6,а), либо обмотки 2 и 3 выполняют в виде чередующихся
дисковых секций - катушек (рис.6,б). В первом случае обмотки называют
концентрическими, во втором - чередующимися, или дисковыми. В силовых
трансформаторах обычно применяют концентрические обмотки, причем ближе к
стержням обычно располагают обмотку низшего напряжения, требующую меньшей
изоляции относительно магнито-провода трансформатора, снаружи - обмотку высшего
напряжения.
В трансформаторах броневого типа иногда
применяют дисковые обмотки. По краям стержня устанавливают катушки,
принадлежащие обмотке низшего напряжения. Отдельные катушки соединяют
последовательно или параллельно. В трансформаторах э. п. с, у которых вторичная
обмотка имеет ряд выводов для изменения напряжения, подаваемого к тяговым
двигателям, на каждом стержне располагают по три концентрических обмотки
(рис.6, в). Ближе к стержню размещают нерегулируемую часть 4 вторичной обмотки,
в середине - первичную обмотку 5 высшего напряжения и поверх нее - регулируемую
часть 6 вторичной обмотки.