html{display:none} «Нейрохирургическая» операция, проведенная на работающей подстанции | Schweitzer Engineering Laboratories
Video Player is loading.
Current Time 
Duration 
Loaded: 0%
Stream Type LIVE
Remaining Time 
 
1x

Энергосеть на Карибских островах предотвратила отключения электроэнергии в масштабе целого острова

«Нейрохирургическая» операция, проведенная на работающей подстанции

Прокладка системы электроснабжения на удаленный, с покрытыми белым песком пляжами остров Большой Кайман, осуществленная более пяти десятилетий назад, была настоящим инженерным подвигом.

Грузовые суда бороздили Атлантический океан, доставляя в этот райский уголок, расположенный в 350 км к юго-западу от Кубы, турбины, генераторы, трансформаторы и километры кабеля. Кроме того, необходимо было также наладить поставки топлива. Затем работники компании Caribbean Utilities Company, Ltd. (CUC) смонтировали электросеть, способную выдерживать постоянное солнце, морскую коррозию и тропические штормы.

Время шло, светофоры регулировали дорожное движение острова, кондиционеры охлаждали воздух, а на взлетно-посадочную полосу аэропорта приземлился первый Боинг-727. Прокладка электроснабжения на этот остров площадью 196 кв. км привела к тому, что он превратился в туристическую Мекку и один из самых динамичных финансовых центров мира.

Все это время CUC стремилась обеспечить безопасные и надежные поставки электроэнергии как растущему населению Большого Каймана, так и коммерческим предприятиям острова. В 2004 году на остров обрушился ураган Айван, но работники CUC не только восстановили разрушенную штормом электросеть, но и модернизировали ее. CUC также решила проблему, связанную с игуанами, забиравшимися на опорные столбы и вызывавшими короткое замыкание и перебои в подачи электроэнергии: энергокомпания покрыла основания столбов металлическими листами.

Логотип коммунального предприятия — морская черепаха-спринтер, сжимающая молнию со словами: «У вас есть энергия».

Но чуть более десяти лет назад руководители CUC поняли, что поставки электроэнергии, имеющей первостепенное значение для жизни и развития острова, могут быть под угрозой. Компания Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) решила эту проблему, предложив уникальную стратегию.

В 1966 году у CUC было 650 клиентов, сегодня их почти 30 000. Талисманом энергосети является морская черепаха, символ непоколебимости.

«SEL предложила разработать индивидуальное решение с использованием существующего оборудования... и, по существу, провести "нейрохирургическую" операцию на нашей подстанции, не прекращая ее работу». 
—Саша Тиббетс
Вице-президент CUC по обслуживанию клиентов и технологиям

«Мы должны были принять меры»

Проблема проявилась на трех подстанциях энергокомпании с газовой изоляцией (GIS). Для защиты от переносимых по воздуху соли и песка, а также от волн, вызванных тропическими штормами, компоненты этих подстанций были заключены в металлические корпуса, находящиеся под давлением газа.

Три контроллера ячеек подстанций, установленные производителем в начале 2000-х годов, начали работать со сбоями. По словам Тиббетса, их способность выполнять функции мониторинга, контроля и защиты компонентов электрической сети ослабевала.

«Мы столкнулись с вероятностью значительных перебоев электроснабжения по всему острову, — говорит он. Мы не могли бездействовать в такой ситуации. Мы должны были принять меры».

Тиббетс сказал, что, помимо нарушения хода повседневной жизни людей, длительные перебои в электроснабжении могли иметь крайне негативные последствия для экономики острова.

Наибольшую озабоченность вызывали контроллеры ячейки на 69-киловольтной подстанции North Sound, куда направлялась значительная часть электроэнергии, вырабатываемой дизельной электростанцией CUC. Система управления подстанции случайным образом прекращала выполнение стандартных функций, например отправку сигналов для измерения давления газа или передачу данных в центральную диспетчерскую. Для того чтобы восстановить нормальную работу системы, инженерам подстанции приходилось выполнять ее перезапуск.

После модернизации критически важной подстанции North Sound подстанция South Sound также была модернизирована с использованием технологий SEL. Обратите внимание, как гармонично архитектура подстанции вписывается в окружающий пейзаж.

«Вся выработка и передача электроэнергии острова проходит через эту подстанцию, — говорит Стивен Бейкер, инженер по технологиям и разработкам CUC. — Если она выйдет из строя, весь остров остановится».

Выяснилось, что выполнение замены частей невозможно, потому что изготовитель перестал их производить.

«Поставщик считал, что они устарели, и больше не хотел предоставлять поддержку, так что мы оказались в крайне невыгодном положении», — объясняет Бейкер.

В условиях дефицита запчастей подстанция North Sound, скорее всего, вышла бы из строя, несмотря на несколько уровней защиты от перебоев в электроснабжении. А если она перестанет работать, CUC не к кому обращаться за помощью. Если для туристов удаленность острова означает безмятежный отдых, то для энергоснабжающей организации она означает, что поблизости нет энергосетей, к которым можно было бы подключиться для обеспечения резервного электроснабжения.

Превращение угрозы в возможность

Хотя размеры Большого Каймана составляют всего 35 км в длину и 13 км в ширину, он является самым большим и густонаселенным из трех принадлежащих Великобритании островов, известных как острова Кайман. Если подстанция выйдет из строя, пострадают абсолютно все клиенты CUC — от жилых бунгало и пляжных баров-хижин до университетов, больших роскошных отелей и банков в зданиях со стеклянными панелями.

Руководители CUC между тем искали решение за пределами острова. Этот процесс занял продолжительное время, но ответы мировых энергоэнергетических компаний оказались безрадостными. Предложения экспертов сводились к капитальному ремонту оборудования, включая замену модулей привода и контроллеров ячеек. Примерная сумма затрат составляла не меньше 10 миллионов долларов.

«Предложенные нам варианты в основном заключались в модернизации оборудования GIS, чтобы довести его до уровня современных распределительных устройств», — вспоминает Бейкер.

А потом инженерно-техническая служба SEL предложила новое индивидуальное решение за значительно меньшую цену. Его суть состояла в замене «мозга подстанции» — главной системы управления подстанцией - с сохранением при этом существующего оборудования GIS. Чтобы не прекращать работу подстанции, инженеры должны были поэтапно секционировать компоненты контроллера ячеек.

Руководство CUC видело, что это предложение отвечает всем техническим требованиям, однако оставался еще вопрос трудозатрат. Предоставят ли инженеры SEL техническую поддержку, необходимую для выполнения работ?

По словам менеджера по техническому обслуживанию электрооборудования Росса Кларка, работающего в CUC уже 20 лет, реализация проекта требовала безупречное соединение технологии, опыта и партнерского взаимодействия.

«Мы — коммунальное предприятие небольшого острова, — говорит он. — Наш штат сотрудников недостаточен для выполнения такого проекта. К тому же мы загружены повседневной работой».

Менеджер CUC по техническому обслуживанию электрооборудования Росс Кларк: «Мы — коммунальное предприятие небольшого острова. Наш штат сотрудников недостаточен для выполнения такого проекта».

Если предложения других компаний подразумевали, что на инженеров CUC ляжет бóльшая часть работы, то компания SEL предложила осуществить интеграцию, программирование и установку силами своих специалистов. Технико-экономическая проработка подтвердила, что предложенное SEL индивидуализированное решение соответствует требованиям CUC.

«Я помню, как думал, что чудеса все-таки бывают, — говорит Кларк. — Никто другой не был готов работать с нами и предложить решение "под ключ" с учетом масштаба и сложности нашей проблемы. На поиски решения потребовались годы».

Используя запасные части контроллеров, отправленные CUC, в штаб-квартире SEL в Пулмене, штат Вашингтон, инженеры SEL сконструировали лабораторию, моделирующую подстанцию North Sound на острове Большой Кайман, расположенном в 4460 км от Пулмена. Эта подстанция обеспечивает подачу электроэнергии, которая питает все — от банковских транзакций и медицинских центров до магазинов, светофоров и станций для зарядки электромобилей. SEL поставила перед собой задачу не только починить «нервный узел» подстанции, но и повысить эффективность его работы.

Как нейрохирурги, оперирующие больной мозг, инженеры приступили к работе.

Специалисты инженерно-технической службы SEL предлагают широкий спектр эффективных решений по защите и автоматизации энергосистем, связи и учета электроэнергии.

«Нам удалось смоделировать всю подстанцию в лабораторных условиях и полностью протестировать замену контроллеров GIS с использованием модуля SEL Axion и реле SEL», — говорит руководитель проектной группы SEL Остин Уейд.

Инженеры SEL потратили пять месяцев на то, чтобы комплексно протестировать модернизированную систему и «убедиться, что она будет работать ожидаемым образом и выдержит эксплуатационные нагрузки на протяжении многих лет», — объясняет Уэйд.

В марте 2016 года Уэйд и его коллеги получили важный промежуточный результат: использование современных технологий SEL для модернизации устаревшего оборудования позволяет сконструировать более быструю и более интеллектуальную систему управления GIS.

«Мы смогли повторить и даже улучшить функции предыдущего контроллера», — говорит Уэйд.

Получив подтверждение того, что платформа протестирована, доступна по цене и развертываема, руководители CUC одобрили план по ее установке на подстанции North Sound.

К концу 2019 года CUC заменит работающие со сбоями контроллеры GIS трех подстанций на системы управления ячейкой SEL, модули Axion и защитные реле.

View Gallery

Работая на объекте, инженеры SEL в течение девяти месяцев «по крупицам» внедряли новую систему, чтобы подстанция продолжала работать, вспоминает Кларк. «Уже тот факт, что они смогли проделать такую большую работу на подстанции, не прекращая ее работу, было огромным достижением», — говорит он, добавляя, что новая система управления имеет «ранее недоступные нам интеллект и скорость».

«Многие компании предлагали нам типовые готовые решения, — говорит Кларк. — Но SEL разработала эту платформу с нуля специально для нас. Это - новое слово в автоматизации подстанций».

Динамичная технология, готовая к следующему шторму

Установленная на подстанции North Sound платформа SEL дает возможность отслеживать признаки помех всего за миллисекунду и быстро реагировать на них — до того, как проблема может усугубиться. Она также позволяет удовлетворять растущий спрос на электроэнергию, связанный с тем, что на остров приезжает отдыхать, работать и переезжает жить все большее число людей.

Более того, платформа, состоящая из систем управления ячейкой подстанций SEL, модулей Axion и защитных реле, оказалась настолько эффективной, что руководство CUC использует ее в качестве модели для замены устаревших контроллеров на двух других подстанциях GIS.

В то время, как энергокомпания модернизирует свою сеть и повышает ее эффективность, жизнь на Большом Каймане продолжается в обычном порядке. А морские черепахи-долгожители, символ CUC, продолжают плавать в прозрачных бирюзовых водах, где время от времени бушуют штормы.

—Конец—


Инновации, упорство и новое начало

ЧИТАТЬ ИСТОРИЮ
Инновации, упорство и новое начало

История модернизации компании PNM

ЧИТАТЬ ИСТОРИЮ
История модернизации компании PNM