Розподіл електроенергії

Компанія Сіменс є світовим лідером на ринку обладнання для розподілу електроенергії. Ось уже більше 150 років ми пропонуємо ефективні і надійні енергорозподільні пристрої.

1928 рік: маслонаповнений кабель на 110 кВ

Ще в 1923 році компанія Сіменс створила перший трифазний кабель на 60 кіловольт (кВ), а в 1925 році поставила технічному університету Брауншвейга в Німеччині кабель із заповненням. У тому ж році компанія приступила до розробки маслонаповненого кабелю на 110 кВ. Всього через два роки Сіменс представив кабель нової конструкції, який за своїми параметрами значно перевершував наявні на ринку аналоги. 

 

В центрі кабелю знаходився пустотілий провід. Він був оточений шаром паперової ізоляції, просоченої трансформаторним маслом, яке подавалося по цьому проводу. По ньому ж надлишки масла, що виникають у міру нагрівання кабелю під час експлуатації, відводилися в компенсаційні резервуари.

Наступним шаром ізоляції служив шар свинцю, який в свою чергу був покритий оболонкою з бітуму і волокнистого матеріалу для захисту від хімічних реакцій і блукаючих струмів. Створення цього кабелю стало важливою віхою в розвитку технологій передачі енергії і дозволило безпечно підключати віддалені населені пункти до магістральних ліній передач.

1930 рік: експансійний вимикач

Постійне збільшення напруги в електричних мережах в 1920-і роки викликало підвищення попиту на комутаційне обладнання. У перших моделях вимикачів контакти були розміщені в Баку, заповненому маслом. Однак вимикачі цього типу мали істотний недолік – підвищену вибухонебезпечність, пов'язану з тим, що між поверхнею масла і кришкою пристрою утворювалася газова суміш, яка могла спалахнути в момент перемикання. Тому енергетичні компанії прагнули знайти альтернативу масляним вимикачам.

 

У 1930 році компанія Сіменс представила перший в світі безмасляний рідинний вимикач, в якому в якості дугогасильного середовища використовувалася вода. Його назвали експансійним. Виникає в цьому пристрої при відключенні дуга випаровувала частина міститься в ньому води. Це призводило до підвищення тиску, що при правильно розрахованих параметрах гасило дугу.

 

Експансійний вимикач, розроблений компанією Сіменс, став значущою віхою в розвитку технології високовольтних вимикачів. Він заклав основу для об'єднання різних електричних мереж, що дозволило створити міжрегіональну систему енергопостачання.  

1964 рік: високовольтний елегазовий вимикач

До початку Другої світової війни для відключення високовольтних ланцюгів використовувалися експансійні вимикачі, в яких в якості дугогасильного середовища використовувався пар. У 1940-х роках малооб'ємні масляні вимикачі стали поступатися місцем більш сучасним рішенням. Для середньої напруги (від 1 до 50 кіловольт) були створені вакуумні вимикачі, а для напруги більше 72 кВ — високовольтні елегазові (елегаз – фторид сірки SF6) вимикачі.

 

У 1964 році Сіменс першим в Європі запропонував високовольтний елегазовий вимикач на 220 кВ. Через десять років компанія вивела на ринок друге покоління елегазових вимикачів — автопневматичні вимикачі. 

Модульна система, яка використовувалася у всіх вимикачах Сіменс цього типу, забезпечувала надійну роботу і простоту обслуговування. В якості дугогасильного середовища в цих вимикачах застосовувався елегаз (фторид сірки, SF6), який прямував на контакти і гасив дуги, що виникають при відключенні. За розміром автопневматичні вимикачі були в два рази менше пристроїв, що працюють на стислому повітрі, що дозволило розміщувати їх більш компактно. 

1975 рік: передача електроенергії постійним струмом високої напруги з ГЕС " Кахора-Баса»

Одним з методів передачі електроенергії є технологія передачі енергії постійним струмом високої напруги, скорочено HVDC (High Voltage Direct Current Transmission). Основу будь-якої системи HVDC становить перетворювач. У сучасній силовій електроніці в якості перетворювачів використовуються тиристори. У 1975 році компанія Сіменс запустила першу в світі магістральну систему передачі енергії постійним струмом високої напруги з тиристорним управлінням між електростанцією «Кахора-Баса» (Cahora Bassa), розташованої на території сучасного Мозамбіку, і Південно-Африканською Республікою.

 

Гідроелектростанція «Кахора-Баса» виявилася ідеальним об'єктом для використання HVDC такого типу, оскільки для передачі електроенергії від дамби Кабора-Басса на півночі Мозамбіку в агломерацію Йоганнесбурга в Південній Африці була необхідна лінія протяжністю 1420 кілометрів. При такій відстані традиційна технологія передачі енергії трифазним струмом є економічно недоцільною.

 

На кожен тиристор станції "Кахора-Баса" подавався струм до 2000 ампер. Управління перетворювачами здійснювалося дистанційно по оптоволоконній лінії, що було ще одним важливим етапом на шляху технічного прогресу.

2010 рік: перетворювальний трансформатор 800 кВ

У 2010 році компанія Сіменс представила найбільший і потужний в світі перетворювальний трансформатор на 800 кіловольт, призначений для споруджуваної ділянки лінії HVDC між ГЕС «Сянцзяба» і Шанхаєм в Китаї. Цей однофазний перетворювальний трансформатор на 800 кВ мав номінальну потужність 321 мегавольт-ампер і важив 380 тонн. В цілому компанія Сіменс поставила десять подібних пристроїв для перетворювальної станції "Фулонг" поруч з гідроелектростанцією "Сянцзяба". Системи передачі електроенергії постійним струмом високої напруги склали основу енергосистеми кінцевого оператора – Державної електромережевої корпорації Китаю. Ця найбільша в світі електроенергетична компанія обслуговує приблизно мільярд споживачів.

 

Лінія HVDC між ГЕС "Сянцзяба" і Шанхаєм протяжністю понад 2000 кілометрів і пропускною спроможністю 6400 мегават є найдовшою і найпотужнішою в світі.

2014 рік: інтелектуальний мережевий трансформатор

Інтелектуальні мережі ("розумні мережі", Smart Grid) підвищують стабільність електропостачання і дозволяють підключати розподілені джерела енергії. З 2011 року компанія Сіменс впроваджує технології інтелектуальних мереж по всьому світу, допомагаючи забезпечити оптимальний баланс між обсягами вироблення електроенергії і попитом на неї.

 

Вахтендонк – невеликий муніципалітет в Німеччині, де розташована велика кількість джерел, що постачають електрику в енергосистему. Так, майже 80% енергії, що генерується в муніципалітеті, – з відновлюваних джерел (в основному фотоелектричних), продуктивність яких відрізняється мінливістю. Для підтримки стабільності розподільної мережі в цих умовах в 2014 році в Вахтендонке в якості експерименту була створена інтелектуальна мережа, що включає в себе підстанції, а також різне вимірювальне, моніторингове та комунікаційне обладнання. 

 

Створення п'яти нових інтелектуальних підстанцій, обладнаних регульованими мережевими трансформаторами, зіграло важливу роль у підвищенні стабільності місцевої енергосистеми. Наприклад, якщо показання приладів свідчили про зростання напруги в мережі, мережевий трансформатор на підстанції автоматично його регулював, не допускаючи аварійних ситуацій.