Основными центрами питания электроприемников АО "НАК "Азот" являются ПС 220 кВ Северная и ПС 220 кВ Химическая. Указанные подстанции являются двухтрансформаторными с присоединением транзитных связей как по 220 кВ так и 110 кВ.
Передача мощности из сети 110 кВ в сеть 6(10) кВ осуществляется через ряд главных понизительных подстанций предприятия: ПС 110 кВ Карбамидная, ПС 110 кВ Азотная, ПС 110 кВ Органическая, ПС 110 кВ Ацетиленовая, ПС 110 кВ Хлорная, ПС 110 кВ Аммиачная и ПС 110 кВ Кислородная. Питание ПС 110 кВ Карбамидная, ПС 110 кВ Азотная, ПС 110 кВ Органическая, ПС 110 кВ Ацетиленовая, ПС 110 кВ Хлорная, ПС 110 кВ Аммиачная осуществляется по двухцепным ЛЭП 110 кВ от ПС 220 кВ Северная и ПС 220 кВ Химическая. Электроснабжение ПС 110 кВ Кислородная осуществляется по ЛЭП 110 кВ Химическая - Кислородная и ЛЭП 110 кВ Новомосковская ГРЭС - Кислородная.
При существующем уровне потребления при отключении одного из автотрансформаторов 220/110 кВ на ПС 220 кВ Химическая или ПС 220 кВ Северная перегрузок оставшегося в работе электросетевого оборудования не наблюдается.
В режиме отключения двух автотрансформаторов на ПС 220 кВ Химическая электроснабжение потребителя может быть осуществлено по ВЛ 110 кВ Химическая - Грызлово, при этом потребуется ограничение нагрузки в соответствии с пропускной способностью ЛЭП.
При отключении двух автотрансформаторов на ПС 220 кВ Северная электроснабжение потребителя может быть осуществлено по ВЛ 110 кВ Новомосковская ГРЭС - Северная при этом потребуется также ограничение нагрузки на ПС 220 кВ Химическая в соответствии с пропускной способностью ЛЭП.
Необходимо отметить, что электроснабжение части нагрузки ПС 110 кВ Хлорная может быть реализовано ряду КЛ 10 кВ от Новомосковской ГРЭС.
По информации АО "НАК "Азот", существует проблема устойчивости нагрузки при близких коротких замыканиях в питающей сети 220 - 110 кВ. Данное обстоятельство связано с тем, что центры питания ПС 220 кВ Северная и ПС 220 кВ Химическая связаны ВЛ 220 кВ длиной 5,48 км (импеданс данной ВЛ равен 2,21 Ом). Следовательно, при близких коротких замыканиях будет наблюдаться снижение напряжения на шинах обоих центров питания, что приведет к аварийному отключению потребителей АО "НАК "Азот". При трехфазном/однофазном коротком замыкании на ВЛ 220 кВ Северная - Химическая вблизи шин ПС 220 кВ Северная значения напряжения на шинах 110 кВ ПС 220 кВ Химическая снижается до 27,2/82 кВ.
Решением проблемы одновременного снижения напряжения на обоих центрах питания при близких КЗ может быть увеличение сопротивления связей между этими подстанциями.
В качестве вариантов решения указанной ситуации может быть рассмотрено использование вставки постоянного тока или вставки переменного тока, выполненной на основе АС ЭМПЧ (асинхронизированного синхронного электромеханического преобразователя частоты) между ПС 220 кВ Северная и ПС 220 кВ Химическая.
Вторым вариантом предполагается увеличение сопротивления данной ВЛ путем установки реакторов. Величины сопротивлений реакторов, а также эффективность их установки определяются при проектировании.
Наиболее очевидным решением проблемы чувствительности обоих центров питания к близким КЗ является разрыв связи 220 кВ Северная - Химическая в нормальной схеме. С отключенной связью 220 кВ при трехфазном/однофазном коротком замыкании на ВЛ 220 кВ Северная - Химическая вблизи шин ПС 220 кВ Северная значение напряжения на шинах 110 кВ ПС 220 кВ Химическая составляет 108/110 кВ.
Вместе с тем, анализ электрических режимов показал, что ВЛ 220 кВ Северная - Химическая является одной из наиболее загруженных ЛЭП 220 кВ в Тульской энергосистеме. Отключение данной ЛЭП потребует дополнительных условий по режиму работы генерирующего оборудования ряда электростанций (Щекинской ГРЭС, Черепетской ГРЭС, Новомосковской ГРЭС) в период максимальных зимних нагрузок и проведения ремонтов летом.
Расчеты динамической устойчивости двигательной нагрузки и выбор мероприятий по ее обеспечению производятся в случае корректировки схемы внешнего электроснабжения предприятия.
Для повышения надежности электроснабжения потребителей АО "НАК "Азот" целесообразно рассмотреть возможность сооружения собственного источника генерации, что позволит создать дополнительный независимый источник питания и сократить влияние динамических возмущений во внешней сети на устойчивость нагрузки.
Одним из вариантов электроснабжения от собственной генерации является изолированная работа станции на нагрузку АО "НАК "Азот". Данный вариант подразумевает снижение потребления предприятием нагрузки из внешней сети на величину собственной генерации. Также возможен вариант параллельной работы станции предприятия с внешней сетью. Величина мощности станции и схема ее выдачи определяются режимом работы электроустановок потребителя в рамках соответствующего проектирования.