Facebook Pixel

Как устроена система распределения электроэнергии и как ее ремонтируют

Исполнительный директор ДТЭК Дмитрий Сахарук 31 октября заявил, что оборудование для ремонта электросетей у компании закончилось, на закупку нового нужны деньги. Утром этого дня РФ совершила очередную серию атак на объекты энергетической инфраструктуры.

«Мы уже использовали запас оборудования, который у нас был на складах. Стоимость такого оборудования измеряется сотнями миллионов долларов. Мы сейчас работаем над тем, как его все же приобрести или получить у наших партнеров бесплатно. Но очевидно, что сейчас это проблема», – сказал Сахарук.

Чиновники говорили об уничтожении до 40% энергетической инфраструктуры.

The Page решило разобраться, как электроэнергия попадает к потребителям, на каком оборудовании строятся электрические сети и кто его производит. А также как это все влияет на перспективы восстановления электросетей в Украине.

Как электроэнергия передается от электростанций к потребителям

Все генерирующие мощности страны отдают выработанную ими электроэнергию в Объединенную энергосистему (ОЭС) Украины, оператором которой является «Укрэнерго». Потребители получают энергию из ОЭС.

В систему входят сети различного масштаба:

  • магистральные, связывающие регионы, крупнейшие источники и центры потребления. Для них характерны сверхвысокий и высокий уровни напряжения и большие потоки мощности (гигаватты);
  • региональные сети. Они получают энергию из магистральных сетей и региональных источников, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Для них характерны высокий и средний уровни напряжения и большие потоки мощности (сотни мегаватт, гигаватты);
  • районные (распределительные) сети. Они получают энергию из региональных сетей и обычно не имеют собственных источников. Обслуживают внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы. Для них характерны средний и низкий уровни напряжения и небольшие потоки мощности (мегаватты);
  • внутренние сети распределяют электроэнергию в рамках района города, села, квартала, завода. Для них характерны низкий уровень напряжения и небольшие потоки мощности (сотни киловатт, мегаватты).

Объекты связаны между собой линиями электропередачи (ЛЭП): воздушными или подземными.

Система передачи электроэнергии: как работает

Система передачи электроэнергии: как работает

Как правило, генераторы электростанции и потребители имеют дело с относительно низким напряжением. Однако для снижения потерь электроэнергию передают по сетям с высоким напряжением. Для этого на выходе с электростанции его повышают, а на входе региональной сети, потребителя – понижают при помощи силовых трансформаторов.

Манипуляции с электроэнергией в сети происходят на подстанциях разного уровня. Часто к подстанции подходит несколько линий. Внутри нее происходит преобразование напряжения и распределение потоков электроэнергии между отходящими линиями. Для соединения линий и оборудования внутри подстанций используются электрические коммутаторы различных типов.

Структура сети электроснабжения может динамически изменяться путем переключения коммутаторов. Это позволяет, например, сохранить работоспособность сети при повреждении ее отдельных участков.

Выше мы сказали, что чем выше напряжение в сети, тем меньше потери энергии. Но при повышении напряжения резко усложняется работа сети, сильно дорожает оборудование. Поэтому энергетики пошли на компромисс: сети разбивают на участки с разным классом напряжения (уровнем). Границы классов в Украине, Европе и США – разные. Диапазон уровней – от 110 В (бытовое напряжение) до 750 кВ и выше (ультравысокий класс).

Например, подстанция может трансформировать из одной линии 330 кВ энергию в три линии по 110 кВ или из двух линий 154 кВ – в пять линий 35 кВ. При этом нет фиксированного направления передачи энергии. Так, если на линиях 35 кВ ее недостаточно, она направляется туда с линий 154 кВ (после преобразования), а если энергия в линии 35 кВ в избытке, то она отправляется на линию 154 кВ (с преобразованием).

Трансформаторная подстанция открытого типа

Трансформаторная подстанция открытого типа

Ракетные атаки по электроподстанциям: почему они уязвимы

Оборудование подстанций – самое разнообразное. Главные в этом ряду – трансформаторы. Их объем достигает десятков кубометров, а внутри кожуха может находиться масло системы охлаждения.

В общем случае на подстанции также установлены выключатели, разъединители, шины, система автоматического пожаротушения. А вокруг этого – много проводов, кабелей и изоляторов.

Такая цель является довольно легко поражаемой ракетным ударом, который без труда разрушит оборудование и вызовет пожар из-за возгорания масла.

Глава правления «Укрэнерго» Владимир Кудрицкий 22 ноября на брифинге сказал, что сейчас почти не осталось не поврежденных узловых подстанций «Укрэнерго». «На каждую важную подстанцию что-то прилетало, на некоторые даже по нескольку раз. Поэтому масштаб разрушений колоссальный», – отметил он.

Какие бывают трансформаторы для энергосистемы и кто их производит

Номенклатура трансформаторов включает сотни наименований. Они бывают разными по предназначению (силовые, трансформаторы тока или напряжения, автотрансформаторы, измерительные и т. п.), с разными системами охлаждения (воздушная или масляная), разной мощности, рассчитаны на разное входное и выходное напряжение, отличаются количеством входов и выходов, фазностью и т. п. Трансформаторы, которые используются в ОЭС Украины, должны соответствовать требованиям еще советских ГОСТов.

Чем больше мощность трансформатора, тем он сложнее и дороже (до десятков тысяч долларов).

Автотрансформатор большой мощности

Автотрансформатор большой мощности

Трансформаторы относительно небольшой мощности в Украине производят несколько предприятий: «Высоковольтные технологии», «Интеграл», «ЭЛИЗ» (все – Запорожье), «Укрэлектроаппарат», «УкрЭЛКОМ», «Трансформатор сервис» (все – Хмельницкий) и др.

Единственным производителем мощных трансформаторов является предприятие «Запорожтрансформатор». Еще недавно оно считалось крупнейшим производителем трансформаторного оборудования на территории бывшего СССР и Европы, входило в первую десятку в мире. Сейчас же предприятие простаивает.

Ставка Верховного главнокомандующего 5 ноября решила на время военного положения изъять в собственность государства акции пяти предприятий, в том числе и «Запорожтрансформатора». Было сказано, что государство возобновит их работу и загрузит заказами.

Размещение заказов на производство необходимого для ремонтов высоковольтных сетей оборудования на «Запорожтрансформаторе» было бы правильным решением, считает Сахарук. Он пояснил, что некоторое оборудование, прежде всего для ремонта низковольтных сетей, есть в достаточном количестве. А вот с высоковольтным сложнее — оно производится по заказу.

Можно ли импортировать оборудование для электроподстанций в Украине

Гипотетически оборудование, необходимое для ремонта, можно импортировать. Его производят такие гиганты, как Siemens, Alstom, General Electric, АВВ, Hyundai Heavy Industries, Moeller и др. Но этому препятствуют ряд факторов:

  • высокая цена;
  • различные технические требования, из-за чего многие виды оборудования нужно производить под заказ;
  • производство под заказ требует больших сроков (от нескольких месяцев);
  • сложности с доставкой, установкой и эксплуатацией оборудования иностранного производства.
Поблагодарить 🎉