Кабельные линии высокого напряжения
Кабельная линия – это линия из кабелей, предназначенная для передачи электроэнергии на расстояние. Она может состоять из одного или нескольких параллельных кабелей с концевыми муфтами. В тех случаях, когда кабельная линия больше строительной длины кабеля, она имеет соединительные муфты. Кабельные линии прокладывают в земле (траншеях), туннелях, галереях туннельного типа, блоках, производственных помещениях, в воде, в трубах, на эстакадах и т. д.
Применение кабельных линий переменного напряжения для передачи электроэнергии ограничивается рядом технико-экономических соображений. Например, известно, что сооружение и эксплуатация кабельных линий обходятся дороже воздушных, причем стоимость кабельных линий резко возрастает с увеличением класса напряжения. Так, если кабельные линии на напряжения до 110 кВ в 4–5 раз дороже воздушных, то с повышением напряжения до 500 кВ стоимость кабельных линий уже в 18–20 раз превышает стоимость воздушных линий электропередачи. Устранение повреждений кабельных линий сложнее и занимает более продолжительное время, по сравнению с воздушными ЛЭП. Например, при внезапных повреждениях длительность перерывов в энергоснабжении на кабельных линиях 110 кВ составляет примерно 72 ч, а на воздушных–6 ч. Значительное время требуется для определения места повреждения кабельной линии, а ремонтные работы при этом очень трудоемки и требуют больших затрат материалов. Кроме того, пропускная способность кабелей меньше, чем воздушных линий при том же сечении проводника.
|
|
Основным преимуществом кабельных линий является их высокая надежность. Если, например, для воздушных линий 110 кВ повреждаемость равна примерно 2 (км×год)-1, то для кабельных линяй 110 кВ, с маслонаполненным кабелем низкого давления, она составляет 0,016 (км×год)-1. Кроме того, целесообразность применения кабельных линий (особенно в городах), несмотря на их более высокую стоимость, определяется следующими факторами:
1) стойкость к многочисленным случайным, в том числе и атмосферным, воздействиям;
2) повреждения в кабельных линиях не опасны для населения, как это имеет место при обрыве проводов воздушных линий.
В России кабельные линии на напряжения 110, 220, и 500 кВ предназначены в основном для работы в системах энергоснабжения крупных городов, а также для соединения электрооборудования на мощных гидроэлектростанциях.
Система энергоснабжения большого города, как правило, содержит большое количество источников питания и сетей различных напряжений (рис.2.1).
Рис. 2.1. Система электроснабжения крупного города.
|
|
I, II – опорные подстанции; III, IV, VI – кольцевые подстанции;
V – подстанцияглубокого ввода; VII – электростанции.
Сеть 35–110 кВ, включая понижающие подстанции, называется электроснабжающей сетью. Она состоит из кольцевой сети, охватывающей город, и сети глубокого ввода. Кольцевая сеть связывает между собой источники питания и распределяет энергию между районами города. Сеть глубокого ввода подает электроэнергию в центральные районы или непосредственно к крупным потребителям города.
Применение кабельных линий в первую очередь дает эффект для сетей глубокого ввода, где использование воздушных линий электропередачи практически невозможно. В дальнейшем в целях увеличения площади городской застройки и из эстетических соображений кольцевая сеть также должна будет выполняться кабелями высокого напряжения.
В настоящее время появляется необходимость сооружения длинных кабельных линий. Они способствуют сохранению окружающего ландшафта, создают возможность более рационального использования поверхности земли, решают некоторые экологические проблемы. Например, постройка ТЭС и АЭС должна производиться в малонаселенной местности. Кабельные линии используются для передачи энергии от таких электростанций к потребителю. Наибольший интерес представляет:
1) создание кабельных линий высокого напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ. Основная проблема здесь заключается в разработке более простых и малогабаритных соединительных муфт, а также в повышении надежности таких муфт и кабелей.
2) создание кабельных линий высокого напряжения с элегазовой изоляцией, в связи с их повышенной нагрузочной способностью. Линии с такими кабелями применяются в основном для повышения надежности электроснабжения подстанций и размещаются в тех местах, где происходит пересечение воздушных линий электропередачи. Эти линии могут прокладываться на воздухе (на опорах) или укладываться в землю.
Применение жесткого кабеля с газовой изоляцией для таких линий усложняет их монтаж и эксплуатацию. Замена жестких конструкций на кабель гибкого исполнения значительно увеличит область применения таких линий.