20 марта 2019

Ликбез №44: Морозы не помешали

На большей части территории Сибири и Дальнего Востока зима, будем надеяться, уже отступает. И таких холодов, как в первой половине февраля, уже не наступит. Как в морозы отработали ВИЭ – и традиционные, вроде ГЭС, и современные, как ветропарк в Тикси.

Поделиться в социальных сетях

Альтернативы для Арктики

Самый сложный для российских энергетиков регион – это, пожалуй, Якутия, где холода и сильнее, и продолжительнее, чем в других территориях. Добавьте к этому очень низкую плотность населения, сложности с доставкой и топлива, и резервного оборудования в случае аварии, и вы получите хроническую головную боль руководства генерирующих и сетевых компаний. В январе прошлого года в Якутии, к примеру, просто перестали действовать термометры, поскольку у изготовителей не хватило фантазии нарисовать шкалу ниже, чем до минус 50 градусов по Цельсию, а морозы тогда превысили этот рубеж на 10-15 градусов. Металлы при нагревании расширяются, а при охлаждении – сжимаются, потому той зимой в Якутии были зафиксированы как минимум четыре аварии из-за чрезмерного натяжения проводов. Нужно отдать должное энергетикам республики: обрывы проводов на ЛЭП практически любого напряжения они устраняют в течение нескольких часов.

Прошедшей зимой 2018-2019 года аварий в Якутии было немало, но многие из них были связаны не с морозами, а с другими причинами. Жители республики, если просто почитать новости, вообще не боятся низких температур: в 2017 году, например, пьяные охотники расстреляли из своих гладкоствольных ружей МР-155 и Benelli стеклянные изоляторы на опорах ЛЭП. В результате без электроснабжения остались 69 тыс. жителей пяти улусов республики, в том числе больницы, школы, детские сады и другие социальные объекты. Самый гуманный в мире местный суд дал дебоширам всего по году условно, а ущерб сетевой компании в размере 650 тыс. рублей они компенсировали сами. История эта получила широкую известность и, вполне возможно, но именно мягкий приговор стал причиной повторения инцидента: 27 ноября 2018 года перебитые выстрелами провода снова стали причиной отключения трех сел в Верхневилюйском районе.

Отдельная история – работа ветроэлектростанции (ВЭС) в арктическом пос. Тикси. В мае 2018 года судно с тремя ветроэнергетическими установками прибыло из Японии во Владивосток, затем на 18 специализированных автомашинах оборудование весом почти 240 тонн было доставлено в Якутск. В порту Якутска в установки перегрузили на речное судно и доставили до Тикси по реке Лене. Путь из Владивостока в Тикси превысил 4,7 тыс. км, а время в пути – 18 суток. За три месяца оборудование было смонтировано и подготовлено к работе. И текущая зима 2018-2019 года стала первой в истории новой станции, эксплуатация которой началась в ноябре.

Как сообщили в пресс-службе ПАО «РусГидро», ВЭС в составе трех ветроустановок суммарной мощностью 900 кВт, изготовленных фирмой Komaihaltec, с честью выдержала испытание суровым арктическим климатом. Пока ВЭС функционирует совместно с существующей дизельной электростанцией поселка, но уже начата подготовка к строительству новой, более эффективной ДЭС мощностью 3 МВт и даже системы аккумулирования электроэнергии. 

Прошедшей зимой температура воздуха в Тикси опускалась до минус 42 градусов по Цельсию, а скорость ветра достигала 30 метров в секунду, но ВЭС работала в штатном режиме. «Ожидается, что в 2019 году выработка ветроэлектростанции составит более 1 млн кВт*часов», - дали прогноз в «РусГидро». И привели расчеты, по которым такая выработка позволит сэкономить 250 тонн дизельного топлива и предотвратить выброс в атмосферу около 7 тонн углекислого газа. Впрочем, куда важнее для поселка Тикси то, что стабильная работа ВЭС означает увеличение надежности всей системы энергоснабжения для 4,6 тыс. жителей. Что на фоне описанных выше проблем сетевой инфраструктуры крайне важное достижение.
В «РусГидро» прогнозируют, что в 2019 году выработка ветроэлектростанции в арктическом Тикси превысит 1 млн кВт*часов.

Два рекорда в один месяц

Богучанская ГЭС находится в климатической зоне, которая никак не соотносится в сознании большинства читателей «Кислород.ЛАЙФ» с понятиями «Арктика» или «полюс холода». Однако в первой декаде февраля 2019 года в Кежемском районе Красноярского края установились сильные морозы: с 1 по 11 февраля столбик термометра держался ниже минус 30 градусов Цельсия, а 3-5 февраля – чуть ниже минус 41! Средняя температура за декаду составила минус 35,6 градусов, что ниже предыдущего погодного рекорда, зафиксированного с 17 по 27 января 2018 года – тогда средняя температура составила минус 34,3 градуса. 

Несмотря на сложные погодные условия, все оборудование Богучанской ГЭС отработало в штатном режиме, аварий или временных отключений не произошло. В этом нет ни чуда, ни случайности: уже при проектировании и строительстве последней ступени Ангарского каскада ГЭС были приняты и реализованы решения, гарантирующие надежную работу оборудования и защиту персонала при любых погодных условиях. К зависти энергетиков, работающих на «старых» ГЭС, введенных в период «гидростроительного бума» СССР, большая часть сложного оборудования, включая комплектное распределительные устройства на 220 и 500 кВ, на Богучанской ГЭС расположены в помещениях, полностью защищенных от воздействия низких температур (аналогичное решение было реализовано и при модернизации Саяно-Шушенской ГЭС после аварии 2009 года). Сотрудникам Оперативной службы вообще не нужно выходить из Служебно-производственного корпуса станции, чтобы подтвердить показания автоматических систем контроля визуальными наблюдениями. Оборудование, установленное вне зданий, в том числе несколько крупных трансформаторов, изготовлено в специальном климатическом варианте, учитывающем особенности Кежемского района и допускающем работу и при более сильных морозах. 

При этом некоторые ГЭС в северных странах, включая станции на знаменитом Ниагарском водопаде (расположенном на 15 градусов южнее Богучанской ГЭС), иногда приходится даже останавливать именно из-за полного перемерзания речного потока. Богучанская ГЭС работает по другому принципу – ее водоводы питает не речной поток, а напор водохранилища, поэтому даже в самые сильные холода в работе находились шесть гидроагрегатов из девяти9. Среднесуточная выработка превышала 44,87 млн кВт*часов, и это было на 12,9% выше среднесуточной выработки в январе 2019 года, когда Богучанская ГЭС установила рекорд зимнего производства за все годы эксплуатации – 1 млрд 235 млн кВт*часов. 

Одно из последствий сильных морозов и интенсивного расходования воды – очень толстый лед на водохранилище, который может задержать ледоход в период весеннего паводка. Считается, что очень массивные и тяжелые льдины опасны и для сооружений плотин ГЭС, поэтому на водохранилищах необходимо создавать плавучие защитные сооружения – запани. На Богучанской ГЭС запань была смонтирована еще в 2012 году и с тех пор успешно свою функцию исполняет.

В отличие от «старых» ГЭС большая часть сложного оборудования, включая КРУЭ на 220 и 500 кВ, на Богучанской ГЭС расположены в помещениях, полностью защищенных от воздействия низких температур.

Готовые ко всему

Остальные три станции Ангарского каскада – Иркутская, Братская и Усть-Илимская – были спроектированы и построены в тот период, когда климат в Восточной Сибири был даже немного жестче. При проектировании первых ступеней каскада использовали имевшиеся на тот момент результаты многолетних наблюдений и действовавшие ГОСТы. Например, Усть-Илимская ГЭС строилась с учетом возможного понижения температуры до минус 52 градусов по Цельсию для суток и до минус 50 для пятидневки. А Братская ГЭС – минус 47 для суток, минус 46 для пятидневки. Иркутская станция, первая из введенных в эксплуатацию во всей Сибири, минус 39 для суток, минус 38 для пятидневки. 

Уже в период строительства стало понятно, что данные эти далеко не полные и что в будущих центрах гидроэнергетики бывает гораздо холоднее. На Усть-Илимской ГЭС был зафиксирован рекорд – минус 59 градусов, на Братской ГЭС – минус 47, на Иркутской ГЭС – минус 50. Столь низкие температуры в зимний период вносили свои коррективы в ход строительства, но в целом существенного влияния на конструктивные решения не оказали. По данным собственника станций, ООО «ЕвроСибЭнерго – Гидрогенерация», не влияли морозы и на процессе эксплуатации. Более того, в феврале 2019 года всего за три недели станции Ангарского каскада пережили перепад температур, превышающий 50 градусов по Цельсию (например, на Усть-Илимской ГЭС в начале месяца было до минус45, а в конце – до плюс 2-5 градусов), но и это никак не повлияло ни на оборудование, ни на персонал ГЭС. 

«Подготовка к прохождению осенне-зимнего периода 2018-2019 годов происходила в соответствии с планами ремонтов. Были выполнены в установленные сроки капитальные, текущие ремонты основного оборудования; техническое обслуживание вспомогательного оборудования и устройств релейной защиты и автоматики. Все это позволило удержать аварийность на достаточно низком уровне. Выполнен план работы с персоналом в полном объеме. Персоналу своевременно проводятся инструктажи по выполнению работ в условиях низких температур, все сотрудники обеспечены специальной одеждой и обувью. В период работы при низких температурах оперативному персоналу проводят противоаварийные тренировки по соответствующей теме с условными действиями на оборудовании электростанций, всех сотрудников обучают приемам оказания первой помощи при обморожениях. Все это позволило в ноябре 2018 года получить Паспорт готовности к прохождению для ООО «ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация» с максимально возможной оценкой», - прокомментировал обстановку на каскаде главный инженер компании Юрий Дворянский

По данным ОДУ Сибири, в «контрастном» феврале 2019 года три ГЭС Ангарского каскада в Иркутской области увеличили выработку на 36,3% по сравнению с февралем 2018 года, до 3 млрд 254 млн кВт*часов. Казалось бы, сильные морозы должны были привести к резкому увеличению спроса на энергию в энергосистеме Иркутской области, однако в действительности этого не произошло – потребление составило 4,9 млрд кВт*часов, что всего на 1,4% выше аналогичного показателя 2018 года. Более того, суммарная выработка тепловых электростанций Иркутской области в феврале даже снизилась на 13,2% относительно февраля 2018 года, до чуть более 1,5 млрд кВт*часов. Что ж, возможность в самые суровые холода вывести в резерв часть оборудования электростанций дорогого стоит – это означает, что система имеет запас прочности и может надежно служить населению и экономике региона.

Усть-Илимская ГЭС строилась с учетом возможного понижения температуры до минус 52 градусов по Цельсию для суток и до минус 50 для пятидневки.
Эксперимент в Тикси
Эксперимент в Тикси

«РусГидро» запустило в изолированном полярном поселке в Якутии ВЭС мощностью 900 кВт. Ветроустановки выполнены в арктическом исполнении – для госхолдинга это эксперимент, по итогам которого будут приняты решения о тиражировании технологии на Дальнем Востоке.

Пять вопросов о Богучанской ГЭС
Пять вопросов о Богучанской ГЭС

Богучанская ГЭС отметила шестую годовщину с момента пуска первых трех агрегатов. К этой дате последняя ступень Ангарского каскада выработала свыше 65 млрд кВт*часов. Несмотря на несколько лет успешной работы, вокруг ГЭС по-прежнему возникают вопросы, перерастающие в мифы. Делаем попытки развенчать хотя бы часть из них.

Константин Зверев Независимый журналист
Если вам понравилась статья, поддержите проект