Итак, знакомимся – электрическая подстанция (ПС) 330/110/6 кВ Лосево.
К сети 330 кВ подключена тремя ВЛ: Шебекино (Россия), Змиевская ТЭС с отп. на Белгород (Россия) и просто Змиевская ТЭС. Отходит от подстанции четырнадцать ВЛ 110 кВ.
Основные элементы подстанции:
1) Открытое распределительное устройство (ОРУ) 330 кВ:
А. Выключатели;
Б. Разъединители;
2) ОРУ 110 кВ;
3) Силовые автотрансформаторы 330/110/6 кВ;
4) Общеподстанционный пункт управления (ОПУ);
5) Подстанционный пункт управления, совмещённый с закрытым распредустройством (ППУ со ЗРУ) 6 кВ.
Внимательный читатель скажет – а кто тут нам заливал, что общеподстанционный пункт один, единственный и неповторимый, и сам же приводит в пример подстанцию с двумя такими пунктами. Спокойствие, только спокойствие, сейчас я вас настигну всё объясню. Смотрим на опоры. На ОРУ 110 кВ заходят так называемые "ленинградки" - опоры характерные для 50-х годов, когда 330 кВ были только в проекте. А на ОРУ 330 кВ – так называемые «ушки», характерные для 60-х годов. То есть, изначально это была подстанция 110 кВ с полным набором зданий и сооружений, а потом к ней пристроили 330 кВ. Это объясняет и суперплотную компоновку подстанции – она реально втиснута между автомобильными и железной дорогами, и странную компоновку шинных мостов 6 кВ и наличие трансформатора 110/6 кВ. Соответственно, управление по части 330 кВ разместилось в новом ОПУ, а часть управления по 110 и 6 кВ – осталось в старом здании.
На этом экскурс в историю заканчиваем, переходим к практической части.
Из трёх питающих ВЛ 330 кВ две связаны с Россией, что неприемлемо с политической точки зрения и невозможно – с технической. Я думаю, что ситуацию разрулили в месте разрезки этих ВЛ, в восьми километрах северо-западнее подстанции. На линии на Белгород просто обрезали шлейфа (красный крестик посередине), а шебекинскую линию могли перевязать с валуйской (жёлтая линия и ещё два крестика). А могли не перевязывать, благо в текущий ситуации вряд ли на подстанции имеется столько нагрузки.
Теперь посмотрим, что у нас с живучестью подстанции при воздействии на неё различных летающих предметов. Если кто-то решил вывести подстанцию именно по части 330 кВ, то два элемента, очевидно, выпадают из целей – это ОРУ 110 кВ и ППУ с ЗРУ 6 кВ. Остаётся три, рассмотрим их последовательно:
1) ОРУ 330 кВ. На первый взгляд, эта мешанина различных железяк с фарфоровой и стеклянной изоляцией идеально подходит для чего-нибудь сильно осколочного. Но это только на первый взгляд. Во-первых, такая плотность железяк быстро гасит ударную волну. Во-вторых, большую часть осколков примет близлежащее оборудование, а более удалённое получит не смертельные повреждения – фарфоровая изоляция не разлетается, как закалённое стекло изоляторов, а раскалывается – то есть часть оборудования будет работать, даже получив свою порцию осколков. Изоляторы – да, но этого барахла навалом на любой базе сетей. В-третьих, в военное время, как известно, синус может равняться двум, поэтому схему ОРУ могут изрядно упростить, обеспечив минимальную управляемость и защиту, лишь бы работало. Пример:
На данный момент на ПС Лосево два присоединения (считаем, что шебекинская линия выключена), три рабочих автотрансформатора и восемь (могу ошибаться, тут такой винегрет из оборудования, что не совсем понятна схема) выключателей. Мы без особой потери надёжности можем превратить её в четырёхугольник (опустим слова персонала о перенастройке и перезаводке вторички, надо ж!), высвободив в резерв автотрансформатор и четыре выключателя со всем сопутствующим барахлом. Предположим, мы всё это увезли в помощь более пострадавшим, и тут нам прилетело ещё. Ну надо так надо. Мы опять переделываем схему в линия-трансформатор (в левую), лишаемся оперативного резервирования (и резерва мощности с ним связанного), но работаем только на двух выключателях. Если же нам прилетит ещё – то мы покажем северу фигу и включим линию напрямую к трансформатору, оставив всю защиту (в данном случае скорее надежду) на ОПН и выключатели 110 кВ. Теперь правда всё может полыхнуть от любого короткого замыкания или просто скачка напряжения на ВЛ, но что ж поделать.
Какие выводы следуют из вышенаписанного. На Украине сейчас много резерва, потому что все подстанции с ВЛ, идущими в Россию и Беларусь, можно дербанить на предмет оборудования. А это помимо ПС Лосево и Змиевской ТЭС ещё 4 ПС 330 кВ: Сумы Северные, ЧАЭС (ОРУ 330 кВ), Чернигов, Шостка. ПС 750 кВ Североукраинскую можно раздербанить на оборудование 750 кВ полностью, включая четыре силовых автотрансформатора. Наверное, теперь понятно, что удар по ОРУ с целью вывода силового оборудования – плохой вариант…
2) Силовой автотрансформатор 330/110/6 кВ. Большая и горючая мишень. Но есть проблемы. Во-первых, пожар силового трансформатора – это не из ряда вон выходящий случай, к нему на подстанции готовятся как организационно, так и конструкционно, например, отлично виден контур аварийного маслоприёмника, препятствующего растеканию горящего масла по подстанции. А во-вторых, их на подстанции аж четыре, по всей видимости, три рабочих и один резервный, то есть для гарантированного уничтожения нужно четыре воздействия. И самый неприятный момент – даже полное уничтожение трансформаторной группы не полностью перекрывает функционал подстанции – она может осуществлять работу в режиме распределительного пункта 330 и 110 кВ, то есть участвовать в работе энергосистемы.
Вывод – удары по силовым автотрансформаторам вполне имеют смысл, но в первую очередь для выключения нагрузки по низкому напряжению. Естественно, если есть возможность приложить автотрансформатор 330/150 кВ, ну или 330/35 кВ, то тут конечно, нужно смотреть, потому что это вещь редкая. А у здоровых силовых автотрансформаторов 750/330 кВ есть свои минусы – они однофазные, имеют резерв непосредственно на подстанции и по максимуму защищены средствами пожаротушения, как активными, так и пассивными – пожарными перегородками.
3) ОПУ. Самый неочевидный вариант, без особого грохота, расколотых изоляторов, погнутых металлоконструкций и многометровых языков пламени. Но в ОПУ сосредоточены:
А. Управление – здесь находится главный щит управления (ГЩУ), на который выводится вся информация о состоянии подстанции и с которого осуществляется всё дистанционное управление её оборудованием, в первую очередь – выключателями. С ГЩУ работает диспетчерский персонал;
Б. Релейная защита и автоматика – то, что обеспечивает отключение аварийных элементов, как внешних, так и подстанционных;
В. Оборудование связи – то, что обеспечивает взаимодействие подстанции с энергосистемой. Каналы связи могут быть как оптоволоконными, так и более старыми, высокочастотными. Обратите внимание на «бочки» на порталах, это ВЧ-заградители – показатель присутствия как раз каналов ВЧ-связи. А ещё частенько через подстанции проходят обычные интернет-каналы;
Г. Телемеханика – на крупных современных подстанциях есть возможность переключения оборудования с диспетчерских щитов энергосистемы. Управляющее этим оборудование, естественно, тоже находится в ОПУ;
Д. Учёт, как коммерческий, так и технический. Мелочь, конечно, но тоже приятно, и тоже в ОПУ;
Е. Интересный момент. Как правило, вся документация по подстанции: журналы, схемы, паспорта оборудования и т.д. – тоже хранятся в ОПУ. Потому что там обычно сосредотачиваются и все административные помещения.
Для понимания – от каждого элемента ОРУ 330, да и даже в данном случае, и 110 кВ, и силового трансформатора в ОПУ идёт контрольный кабель. Можете представить, что там творится. Но необходимо учитывать один момент - даже вывод из строя ОПУ не гарантирует потерю работоспособности подстанции. Она фактически утратит управляемость (что-то на ОРУ можно повернуть ломом, что-то с помощью дизель-генератора), оперативную – точно. Утратит связь с внешним миром. Но сможет работать. Правда, пока не сгорит, потому что с ОПНом в роли защиты долго не протянуть – любое серьёзное внешнее воздействие окажется для неспособного отключиться силового оборудования фатальным.
Для того, что понять степень воздействия в каждом случае, можно провести аналогию с человеком: если удары по ОРУ и трансформаторам подобны ранениям, результат которых определяется скоростью и адекватностью лечения, а также наличием в запасе крови или даже некоторых органов, то удар по ОПУ – это инсульт в глухой деревне, шансы вроде бы и есть, но тут уж как повезёт, может и выживешь, и даже восстановишься. Когда-нибудь…