Новости

Надёжное энергоснабжение ответственных объектов сегодня – это большое количество простых и дешёвых газопоршневых электрогенераторов военного времени. Почему ставка должна делаться на газопоршневые электростанции? Практика показала, что в условиях военных действий газотранспортная система наиболее устойчива к порождениям, за счет меньших размеров трубы, и прокладки её под землей, газовые трубы изначально защищены лучше, чем линии электропередач, и в случае их повреждения ремонт трубы кратно быстрее и проще. Газораспределительные сети более устойчивые точки зрения функционирования в условиях боевых действий, чем электрические сети, поскольку: многие газопроводы закольцованы. Если прекратилась подача газа по одной ветке, то для обеспечения потребителей очень быстро может быть задействована другая ветка. Кроме того, в перспективе наземные элементы газораспределительной системы гораздо проще размещать в защитных сооружениях и под землей, чем объекты электросетевого хозяйства. Одновременное выведение из строя нескольких крупных ГРС приведёт к прекращению подачи газа только к тем потребителям, которые сидят на соответствующей «трубе». В то время, как одновременное поражение противником нескольких крупных подстанций 220 и 110 кВ (плюс региональные ТЭЦ) с очень большой вероятностью может привести к срабатыванию защиты от перегрузки на действующих подстанциях и, как следствие, к каскадному отключению электроэнергии сразу в нескольких российских регионах. Что мы неоднократно видели в результате ударов российских БПЛА. ГПУ должны стать основным источником электроэнергии для ответственных объектов, поскольку это позволяет: снизить стоимость электроэнергии, то есть в целом экономика проекта будет положительной (хотя и с довольно длительным расчётным сроком окупаемости), и снизить нагрузку на централизованную электрическую сеть, что очень важно в ситуации возможного поражения противником её отдельных элементов.

Сейчас и в перспективе все западные российские регионы должны рассматриваться как прифронтовые. Впрочем, Урал и Западную Сибирь тоже уже нельзя считать глубоким тылом. На примере Крыма можно сделать вывод, что система постоянного энергоснабжения всех ответственных инфраструктурных, производственных и социальных объектов в прифронтовых регионах должна выстраиваться в комбинированном формате, то есть как сочетание централизованных электрических сетей и распределённой электрогенерации на базе газопоршневых электростанций (плюс аварийные ДГУ) с системами накопления и хранения электроэнергии СНЭ в защищённом варианте. В соответствии с этой концепцией, на некой условной канализационной насосной станции (КНС) водоканала, в настоящее время запитанной от централизованной сети, должны быть установлены ГПУ, работающие параллельно с внешней сетью, а также аварийные ДГУ (в идеале), плюс накопители СНЭЭ. При этом газопоршневая электростанция будет выступать в качестве основного источника электроэнергии, а внешняя сеть – в качестве дублирующего. ДГУ и СНЭ предназначены на тот крайний случай, когда будут повреждены и внешние электрические сети, и газопровод. Главная идея распределённой защищённой энергосистемы на базе газопоршневых электростанций – повысить живучесть энергетики в условиях военных действий. Делается это комбинацией различных систем генерации, с построением устойчивой топологии распределения электроэнергии и горячей воды. Система должна иметь повышенную живучесть, иметь резерв, устойчивость к атакам беспилотной авиации, возможность быстрого восстановления после повреждений. Идея живучести энергетики базируется на создание распределённых электростанций малой и средней мощности, установленных в загубленных помещениях. В условиях военных действий или угрозы нападения критически важно, чтобы системы жизнеобеспечения (в том числе аварийное электроснабжение) продолжали работать, когда наземные линии связи и подстанции могут выйти из строя.

Газопоршневая установка, предназначенная для локального энергоснабжения ответственных объектов при угрозе ударов БПЛА противника, должна отвечать требованиям: невысокая цена; надёжность; простота в эксплуатации; ремонтопригодность; компактность. ГПУ для распределённой электрогенерации на ответственных объектах потребуется очень много. Поэтому эти газопоршневые установки должны быть относительно недорогими, причём не только в производстве, но и в эксплуатации. Единственный недорогой вариант для российской ГПУ военного времени – это китайский газовый двигатель мощностью 200 – 300 кВт на базе автомобильного дизеля. Часть газопоршневых электроагрегатов, обеспечивающих энергоснабжение ответственных объектов, которые могут подвергнуться ударам БПЛА противника, нужно размещать в защитных сооружениях, это могут быть укрытия арочного типа из железобетона толщиной 20-30 см, по факту заменяющие контейнеры. Например, в одном таком сооружении могут быть смонтированы 5 ГПУ по 200 кВт (плюс 1 - 2 резервные ГПУ), РУ 0,4 кВ и повышающий трансформатор 0,4/10 кВ, если необходимо синхронизироваться с внешней сети по высокой стороне. Вот мы и получили 1 МВт мощности в защищённом от беспилотников исполнении. Да ещё и с уровнем резервирования N+1 или даже N+2. Десять таких укрытий – это уже полноценные 10 МВт располагаемой мощности. Которые одним беспилотником точно не уничтожить. Конечно, удар крылатой ракеты с БЧ 500 кг или даже беспилотника самолётного типа, несущего 100 – 200 кг ВВ такое защитное сооружение не выдержит. Но от небольших беспилотников, от осколков, а также от возможных пожаров подобное укрытие может обеспечить надёжную защиту. Особенно если поверх защитного сооружения насыпать полуметровый слой земли и посадить травку. В любом случае, конструкцию и технологию сборки таких укрытий должны разрабатывать соответствующие специалисты, на стадии проектирования закладывая необходимые прочностные характеристики исходя из потенциальных угроз (кстати, от многих нормативов проектирования мирного времени однозначно скоро придётся отказываться, иначе все сроки будут уходить в бесконечность). Защитные сооружения желательно делать невысокими, так как это существенно упрощает доставку и монтаж элементов сборной железобетонной конструкции или заливку монолитного железобетона. А также уменьшает объём (и стоимость) этого самого железобетона, необходимого для строительства защитного сооружения. В идеале высота такого укрытия для газопоршневых установок не должна превышать 2,5 м. Поэтому и сами электроагрегаты, предназначенные для размещения в подобном укрытии, должны быть невысокими. И здесь мы опять приходим к тому, что оптимальным вариантом являются компактные ГПУ на базе автомобильных дизелей, поскольку их высота обычно не превышает 1,5 м. Почти все ГПУ на базе китайских индустриальных двигателей мощностью 300 кВт заметно выше, особенно те, которые на 1000 об/мин. Необходимость обеспечить возможность размещения ГПУ военного времени в укрытиях сразу исключает любые электроагрегаты с вертикальным радиатором на одной раме с двигателем. Поскольку в этом случае в стене защитного сооружения придётся предусмотреть огромный вентиляционный проём, что сразу делает строительство такого сооружения абсолютно бессмысленным. То есть радиатор однозначно должен быть только выносным и размещаться снаружи на уровне грунта рядом с укрытием или наверху самого укрытия.

Подземное размещение электростанций даёт несколько преимуществ: защита от поражающих факторов. Слой грунта и бетона служит барьером от ударной волны, светового излучения, радиоактивной пыли. Снижение рисков - меньше вероятность прямого попадания снаряда или авиабомбы, которая могла бы разрушить наземное помещение. Стабильность условий, в подземном помещении проще организовать стабильную работу ГПУ: контролируемая температура, влажность, защита от атмосферных осадков и перепадов температур. Заглубление электростанции — это не самоцель, а один из вариантов решения задачи. Есть другие подходы для решения задачи защиты ТЭЦ: дублирование систем, размещение ГТЭС и ГПЭС в разных, независимых точках, использование специальных защитных кожухов или экранирующих конструкций. Решение всегда принимают индивидуально: учитывают тип сооружения, геологию участка, требуемую степень защиты, мощность генераторов и другие факторы. Так же важно учесть наличие газотранспортной системы, с возможностью дублирования подачи газа, и наличия газгольдера для резервного хранения газа. При использовании защищенных газотурбинных электростанций, отдаётся предпочтение двухтопливным, которые могут работать на газе, а в аварийном режиме на жидком топливе, что повышает устойчивость системы. Для защиты системы охлаждения газопоршневых электростанции и возможности эксплуатации под землей ТЭЦ, система охлаждения генераторов использует режим охлаждения вода-вода с отводом основных тепловыделений от газового двигателя с помощью оборотной воды, хранящейся в резервуарах. При проектировании ГПУ с применением газомоторных-генераторов, оборудованных комбинированной системой охлаждения с выносным (смонтированным на отдельной раме) узлом охлаждения, последний целесообразно размещать за пределами линии герметизации сооружения (в изолированном помещении с герметичными стенами, отделяющими его от ДЭС и помещений убежища).

Оптимальной базой для российской ГПУ военного времени, безусловно, является китайский газовый двигатель мощностью 200 – 300 кВт, разработанный на основе массового автомобильного дизеля. Но для локального энергоснабжения ответственных объектов большой мощности возможно использовать индустриальные двигатели большей мощности (до 2 МВт). Особенно в случае крупных объектов с нагрузкой свыше 10 МВт. Но и на таких мощностях может оказаться, что с учётом размеров защитных сооружений, доработанные китайские «малыши» будут более оптимальны, чем ГПУ средней мощности (500 – 2000 кВт). Очевидно, что распределённая генерация на ГПУ военного времени для ответственных объектов в прифронтовых регионах, да ещё и с размещением в защитных сооружениях, потребует существенных затрат.