Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Новые технологии кабелей позволяют увеличить пропускную способность линий

Кабели - Новые технологии кабелей позволяют увеличить пропускную способность линий

Оглавление
Новые технологии кабелей позволяют увеличить пропускную способность линий
Кабели
Методы прокладки

         Кабели переменного тока для подземной передачи электроэнергии на короткие и средние расстояния

Доступные сегодня СПЭ-кабели для переменного тока имеют сечение проводника до 2500 мм2 (см рисунок 1). Надежность функционирования таких кабелей для сверхвысокого напряжения доказана множеством проектов, реализованных во всем мире с 1980-х годов. В последнее время подземные кабели из сшитого полиэтилена высокой пропускной способности для переменного тока напряжением 345 кВ и 400 кВ были использованы в проектах подземной передачи электроэнергии в Коннектикуте, Иллинойсе, в Великобритании, Германии, Дании и Испании. А СПЭ-кабели переменного тока для напряжения 500 кВ были испытаны в проектах, реализованный в Японии и в Китае.

конструкция трехфазного СПЭ-кабеля

Рисунок 1. Типичная конструкция трехфазного СПЭ-кабеля переменного тока

           
Подземные кабели из сшитого полиэтилена могут укладываться непосредственно в траншею шириной около метра и глубиной полтора-два метра. Эта траншея может быть проложена внутри периметра зоны отчуждения уже существующей воздушной линии передачи электроэнергии, или вдоль шоссе или железной дороги. Как показано на рисунке 2, подземный кабель может быть проложен и в традиционной кабельной канализации под общественной дорогой.
К преимуществам использования кабелей из сшитого полиэтилена можно отнести:
- Эти кабели не содержат жидкого диэлектрика, и, следовательно, не создают риска случайной утечки масла или других опасных для здоровья материалов и химических соединений в окружающую среду.
- Они обладают пониженным визуальным воздействием - подземные кабели имеют большое преимущество в смысле эстетики и требований к зоне отчуждения.
- СПЭ-кабели пригодны для непосредственного размещения в открытых траншеях, что значительно снижает общие затраты по сравнению с использованием бетонной облицовки систем кабельной канализации.
- Емкостной сопротивление на милю длины в одной фазе для СПЭ-кабелей значительно ниже, чем для кабелей с жидким диэлектриком, и, следовательно, использование таких кабелей увеличивает расстояние, на которое передается электроэнергия.
- После прокладки, кабель из сшитого полиэтилена, фактически, не требует обслуживания.
- В отличие от кабелей с жидким диэлектриком, подземные кабели из сшитого полиэтилена не требуют для своего функционирования каких-либо вспомогательных систем.
При относительно невысоких дополнительных затратах СПЭ-кабели могут также снабжаться системами мониторинга температуры в реальном времени. Такие системы используют оптоволоконный кабель в металлической трубке, помещенный внутрь оболочки силового кабеля (рисунок 1).

Прокладка кабеля

Рисунок 2. Прокладка кабеля в традиционной кабельной канализации

 

конструкция соединения СПЭ-кабеля

Рисунок 3. Типичная конструкция соединения СПЭ-кабеля с экранированием и оптическим волокном

            Заранее запрессованные соединители для сращивания кабелей из сшитого полиэтилена в местах их разъединения, являются особо важной характеристикой, гарантирующей, выполнимость прокладки подземного кабеля вдоль загруженных общественных дорог. Например, сращивание кабеля может быть временно отложено, чтобы оно не пришлось на утренние и вечерние часы пик, когда эта операция будет мешать дорожному движению. Типичная конструкция заранее запрессованного соединения с экранированием показана на рисунке 3. Экранирование обеспечивает перекрестное или прямое соединение силовых кабелей в металлическом кожухе. Такое соединение увеличивает пропускную способность цепи для данного сечения кабеля за счет устранения потоков индуцированных токов в металлических кожухах.
Техническая выполнимость работ и затраты на прокладку кабелей остаются важными факторами оценки и изучения систем подземной передачи электроэнергии. При традиционной передаче переменного тока, зарядный ток в поземных кабелях накопительно увеличивается с расстоянием. Например, для подземного СПЭ-кабеля 345 кВ длиной 25 миль требуется зарядный ток примерно в 600 ампер. В результате, пропускная способность подземного кабеля переменного тока снижается с расстоянием, ограничивая практическое применение кабелей переменного тока сверхвысокого напряжения передачей электроэнергии  не короткие и средние расстояния.

         Кабели постоянного тока для подземной передачи электроэнергии на длинные расстояния

            Компания ABB в конце 1990-х годов предложила систему кабелей из сшитого полиэтилена для подземной передачи постоянного тока высокого напряжения. В отличие от переменного тока, при использовании постоянного тока для передачи электроэнергии по СПЭ-кабелю, ограничение на длину кабеля отсутствует.  Первая коммерческая линия подземной передачи электроэнергии с использованием СПЭ-кабелей высокого напряжения и постоянного тока, была введена в эксплуатацию в 1999 года. Это была линия 160 кВ (±80 кВ) мощностью 50 МВт. Линия, имевшая длину около 43 миль, соединяла крупную ветряную электростанцию на южной стороне острова Готланд в Балтийском море с основным населенным центром острова, расположенном на северной его стороне. С 1990-х годов кабели из сшитого полиэтилена стали коммерчески использоваться для линий все более высокой пропускной способности. См. рисунок 4.

Этапы развития классов подземных кабелей высокого напряжения
Рисунок 4. Этапы развития классов подземных кабелей высокого напряжения

Постепенное развитие технологии высоковольтных подземных кабелей постоянного тока напоминает применение СПЭ-кабелей с начала 1970-х годов для все более высоких напряжений переменного тока. Оно также демонстрирует консерватизм электрических компаний, выражающийся в предпочтении проверенных технологий.
Например, подземные высоковольтные СПЭ-кабели кабели постоянного тока на 300 кВ (±150 кВ) были введены в эксплуатацию в 2002 году. С 2007 года такие кабели доступны уже для напряжения 640 кВ (±320 кВ), и мощности 1100 МВт. Несомненно, развитие будет продолжаться, и в ближайшие два-четыре года появятся высоковольтные СПЭ-кабели постоянного тока мощностью выше 1100 МВт.
Кабели для подземной передачи постоянного тока высокого напряжения используют заранее запрессованные соединители и концевую заделку, похожие на те, что применяются многие годы для кабелей из сшитого полиэтилена при использовании переменного тока. Однако в отличие от соединителей переменного тока, в случае постоянного тока высокого напряжения не требуется экранирования, и специального соединения оболочек кабелей. Поэтому соединения для постоянного тока проще, и быстрее монтируются. Кроме того, подземные линии постоянного тока высокого напряжения требуют наличия только двух кабелей, в то время как подземные линии переменного тока сверхвысокого напряжения требуют трех кабелей и непрерывного кабеля заземления для соединения оболочек в местах сращивания кабеля.
Подземная линия передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения до 640 кВ, и мощностью 1100 МВт, сегодня реализуется при помощи двух кабелей из сшитого полиэтилена, каждый из которых имеет класс напряжения до 320 кВ.
(Для сравнения, в трехфазной линии переменного тока класса 345 кВ, кабель каждой фазы имеет класс напряжения 345 кВ / V3, равный примерно 199 кВ.) Наконец, подземная линия передачи электроэнергии с мощностью до 1100 МВт может быть проведена непосредственно в траншее шириной около метра и глубиной полтора-два метра. Эта траншея может находиться внутри периметра зоны отчуждения существующей воздушной линии передачи электроэнергии, или проходить вдоль шоссе или железной дороги. Как и в случае кабелей из сшитого полиэтилена для переменного тока, подземные кабели постоянного тока высокого напряжения могут прокладываться и в традиционной кабельной канализации, которая находится под общественными дорогами.



 
« ЛЭП с газовой изоляцией (GIL)   Применение СПЭ-кабелей (с изоляцией из сшитого полиэтилена) »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.