 |
|
|
|
ARTYKUŁY Energetyka Zastosowanie linii tymczasowej jako elementu optymalizacji pracy sieci przesyłowej |
|
Linie tymczasowe są zbudowane głównie na bazie jednotrzonowych słupów zestawionych z lekkich segmentów, bez fundamentów, z odciągami z lin stalowych. Są ustawiane w krótkim czasie, na dowolnym terenie. Pozwalają na szybkie przywrócenie zasilania w stanach awaryjnych i umożliwiają przebudowy i modernizacje linii bez narażania odbiorców na utratę zasilania. Wykorzystywane do ochrony infrastruktury krytycznej pozwalają jednocześnie na optymalizację pracy sieci przesyłowej.
Linie tymczasowe to linie elektroenergetyczne o prostej budowie słupów i krótkim czasie montażu (przeciętnie do 4h) służące do chwilowego zastąpienia linii przesyłowej, której funkcje zostały zdekomponowane na skutek awarii, żywiołu, degradacji wytrzymałości mechanicznej i elektrycznej lub wysokiego prawdopodobieństwa utraty zasilania mogącego narazić bezpieczeństwo wielu ludzi.
Przydatność linii tymczasowych potwierdza praktyka wielu energetyk na świecie, a przeprowadzone w Polsce EURO’2012 uwypukliło konieczność ochrony infrastruktury krytycznej na najwyższym osiągalnym technicznie poziomie [1-4].
Jednocześnie dostrzeżono potencjalne funkcje linii tymczasowych jako wspomaganie procesów inwestycyjnych bez obniżania poziomu pewności zasilania odbiorców, a więc utrzymania deklarowanego umownie bezpieczeństwa dostaw energii.
Zastosowanie linii tymczasowych jest jednym z istotnych elementów ochrony infrastruktury krytycznej, którą buduje się w celu priorytetowego utrzymania zasilania odbiorców. Takie podejście sprzyja optymalizacji pracy sieci będące korzystnym rozwiązaniem zarówno dla odbiorców jak i operatorów sieciowych. Poprawa efektywności w dłuższej perspektywie pozwala na racjonalne utrzymanie kosztów eksploatacji i modernizacji sieci elektroenergetycznych.
W Polsce ustawa z dnia 26 kwietnia 2007 r. o zarządzaniu kryzysowym wprowadziła pojęcie infrastruktury krytycznej oraz jej ochrony [1, 2]. Pojęcie to, używane w Polsce od niedawna, pojawiło się w ostatnich latach również za sprawą naszej przynależności do Unii Europejskiej oraz NATO i wynikającej stąd konieczności adaptowania na nasz grunt nie tylko terminologii, ale stosownych rozporządzeń i decyzji. Pojęcie infrastruktury krytycznej obejmuje dotychczas stosowane w oficjalnych dokumentach definicje „obiekty szczególnie ważne dla bezpieczeństwa państwa i obronności”, ale również systemy oraz wchodzące w ich skład powiązane ze sobą funkcjonalnie obiekty, w tym obiekty budowlane, urządzenia, instalacje, usługi istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa obywateli, a także służące zapewnieniu sprawnego funkcjonowania organów administracji publicznej, instytucji i przedsiębiorców.
To szerokie pojęcie obejmuje więc systemy zaopatrzenia w energię i paliwa, łączności i sieci teleinformatyczne, systemy finansowe, zaopatrzenia w żywność i wodę, ochrony zdrowia, transportowe i komunikacyjne, ratownicze, zapewniające ciągłość działania administracji publicznej, produkcji, składowania, przechowywania i stosowania substancji chemicznych i promieniotwórczych, w tym rurociągi substancji niebezpiecznych.
Ochrona infrastruktury krytycznej natomiast jest to zespół przedsięwzięć organizacyjnych realizowanych w celu zapewnienia funkcjonowania lub szybkiego jej odtworzenia na wypadek zagrożeń, w tym awarii, ataków oraz innych zdarzeń zakłócających jej prawidłowe funkcjonowanie. Ochrona powinna więc swoim zakresem obejmować gromadzenie i przetwarzanie informacji dotyczącej infrastruktury krytycznej, przygotowanie i aktualizację planów ochrony, opracowanie i wdrażanie procedur na wypadek wystąpienia zagrożenia dla tej infrastruktury oraz współpracę z administracją publiczną właścicieli, posiadaczy samoistnych i zależnych obiektów, instalacji lub urządzeń infrastruktury krytycznej w zakresie jej ochrony.
Właściciele infrastruktury krytycznej są zobowiązani do: przygotowania i wdrażania, stosownie do zaistniałego zagrożenia, własnych planów ochrony oraz utrzymywania własnych systemów rezerwowych zapewniających bezpieczeństwo i podtrzymujących funkcjonowanie tej infrastruktury do czasu jej pełnego odtworzenia.
Ustawa swym zakresem obejmuje następujące działania:
Przeciwdziałanie rozległym awariom sieci jest przedmiotem licznych analiz, sprzyja doskonaleniu diagnostyki oraz rozwojowi technik o profilaktycznym znaczeniu, jaką niewątpliwie stanowią np. prace pod napięciem. Te działania zbliżają do podjęcia jeszcze bardziej skutecznej ochrony infrastruktury krytycznej [5-11,13].
Specyfika tymczasowego zasilania ma swoje źródło w systemach ERS (Emergency Restoration Systems), zastosowanych przez amerykańskie i kanadyjskie firmy, np. Lindsey i SBB, a w Europie przez holenderską firmę KEMA. Koncepcje ERS są rozwijane od lat 70. ubiegłego stulecia. Tymczasowe techniki utrzymania zasilania obejmują dwie grupy rozwiązań związane z tymczasowymi liniami i przewoźnymi generatorami, polami i stacjami. Te pierwsze zostaną w niniejszym artykule omówione szerzej.
Przerwy w dostawach energii elektrycznej występowały, występują i będą występować mimo ciągłych wysiłków poprawy niezawodności sieci elektroenergetycznej z powodu silnych, trudno przewidywalnych anomalii pogodowych (rys.1). Każda linia zaprojektowana jest tak, aby wytrzymać obciążenia klimatyczne, jednak w przypadku nagłych zmian warunków pogodowych, których wartości przekraczają wartości krytyczne przyjęte podczas projektowania i budowy linii, może dojść do awarii. Wartości, na które projektowana jest linia są kompromisem pomiędzy ekonomią a niezawodnością i opierają się na aktualnych w okresie projektowania przepisach i normach.
Ogólny wynik strat wynikający z długiego czasu wyłączeń ważnych linii przesyłowych może być znaczny.
Rys.1. Przypadki awarii polskich linii przesyłowych związane z dotkliwą utratą zasilania odbiorców (fot. Archiwum)
W zależności od rozmiaru i w rezultacie konsekwencji awarii linii przesyłowych, straty finansowe mogą wystąpić w elektrowniach, przedsiębiorstwach energetycznych i u odbiorców.
Przykłady bezpośrednich strat przedsiębiorstw to m.in.:
Doświadczenia wielu operatorów wskazują, że poprawa zasilania terenów silnie zurbanizowanych lub wrażliwych na dostawy energii mogą się odbywać bez pogarszania wskaźników jakościowych tylko dzięki dopuszczaniu rozwiązań tymczasowych (m.in. linii, pól przewoźnych) jako elementów ochrony infrastruktury krytycznej [7-10]. Wymaga to oczywiście dopełnienia szeregu warunków narzuconych wspomnianymi powyżej regulacjami prawnymi.
Linie tymczasowe pozwalają na utrzymanie zdolności przesyłowych w systemie ERS (rys. 2) i mogą mieć zastosowanie w następujących procesach eksploatacyjnych:
Tymczasowe techniki utrzymania zdolności przesyłowych w procesach inwestycyjnych mogą być zastosowane do:
Rys.2. Jedno z zastosowań linii tymczasowej pozwalającej utrzymać zasilanie oraz przykład konstrukcji słupa (z prawej) o dużej wysokości, do 50 m
Oprócz analiz elektrycznych podstawową rolę odgrywają analizy mechaniczne pozwalające dla konkretnych warunków terenowych określić sposoby, kierunki i głębokości zakotwienia tymczasowych konstrukcji i przebiegu całej tymczasowej linii. Oprogramowanie tych obliczeń jest kluczowe dla przygotowania budowy tymczasowej linii.
W ostatnich latach obserwuje się wzbogacanie rozwiązań budowy tymczasowych linii poprzez robotyzację prac zastępującą lub wspomagającą ich budowę (rys. 3) oraz zastosowanie zwłaszcza do robót stacyjnych przewoźnych pól aparaturowych lub całych pól. Stosowane są w zależności od potrzeb i indywidualnych projektów systemy mieszane opisanych rozwiązań, m.in. wykorzystania istniejących w pobliżu awaryjnego miejsca linii niedociążonych, spinania linii na przedpolu stacji. Szerokie zastosowanie przewoźnych aparatów i pól na stacjach opisano w publikacjach [9,14].
Rys. 3. Zrobotyzowane ramię izolacyjne pozwalające na odciągnięcie przewodów czynnej linii (źródło: Quanta Services, USA); wybrane oznaczenia:
22 – ramię podnośnika z wstawką izolacyjną (26),
24 – podnośnik, 42 – izolatory
|
|
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
wstecz
