Новая конструкция воздушной линии повышает надёжность электроснабжения

Page 1
background image

Page 2
background image

40

Ноябрь–декабрь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

Новая конструкция 
воздушной линии 
повышает надёжность 
электроснабжения

Предложенное малазийской энергокомпанией 
усовершенствование воздушной линии среднего 
напряжения с изолированными проводами снижает 
количество ежегодных отказов в 5 раз.

Мод Фарис Ариффин (Mohd Faris Ariffin), 

Tenaga Nasional Berhad

Иллюстрация

 

ранее

 

применявшегося

 

способа

 

соединения

 

пучков

 

изолированных

 

проводов

 

на

 

опоре

 (

слева

и

 

новый

 

способ

 

крепления

 

несущего

 

троса

 

на

 

опоре

 (

справа

).

СТРОИТЕЛЬСТВО

 ЛЭП

Р

аспределительная

 

сеть

эксплуатируемая

 

ма

-

лазийской

 

компанией

 Tenaga Nasional Berhad 

(TNB), 

в

 

настоящее

 

время

 

включает

 

в

 

себя

 

воз

-

душные

 

линии

 (

ВЛ

) c 

неизолированными

 (

голы

-

ми

проводами

 (

ВЛ

 

с

 

НП

среднего

 

напряжения

 (33, 22 

и

 

11 

кВ

суммарной

 

протяжённостью

 

около

 5300 

км

 

и

 

ВЛ

 

с

 

изолированными

 

проводами

 (

ВЛ

 

с

 

ИП

), 

скрученными

 

во

-

круг

 

несущего

 

троса

среднего

 

напряжения

 (33 

и

 11 

кВ

суммарной

 

протяжённостью

 2700 

км

ВЛ

 

с

 

НП

 

СН

 

были

 

построены

 

в

 1940-

х

 

годах

 

для

 

передачи

 

электроэнергии

 

на

 

относительно

 

большие

 

расстояния

 

от

 

питающих

 

под

-

станций

 

в

 

центры

 

потребления

обычно

 

расположенные

 

в

 

пригородных

 

и

 

сельских

 

районах

.

Количество

 

грозовых

 

дней

 

в

 

году

 

в

 

Малайзии

 

пре

-

вышает

 

средний

 

уровень

 

и

 

доходит

 

до

 200; 

по

 

этой

 

при

-

чине

 

всем

 

воздушным

 

ЛЭП

в

 

том

 

числе

 

ВЛ

 

с

 

НП

 

СН

требуется

 

повышенная

 

надёжность

Кроме

 

того

значи

-

тельное

 

число

 

отключений

 

ВЛ

 

с

 

НП

 

СН

 

бывает

 

вызвано

 

воздействием

 

мелких

 

животных

 (

преимущественно

 

гры

-

зунов

 

и

 

белок

и

 

растительности

 

на

 

трассах

 

линий

.

TNB 

начала

 

применять

 

системы

 

ВЛ

 

с

 

ИП

 

СН

 

в

 1990-

х

 

годах

 

как

 

более

 

экономичный

 

вариант

 

построения

 

рас

-

пределительной

 

сети

 

ввиду

 

простоты

 

их

 

сооружения

 

и

 

отсутствия

 

необходимости

 

в

 

получении

 

разрешений

 

на

 

прокладку

 

трассы

 

линии

Это

 

позволило

 

сократить

 

число

 

отключений

вызванных

 

молниями

воздействием

 


Page 3
background image

41

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Ноябрь–декабрь 2012

Соотношение

 

отказов

 

элементов

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

НП

.

Основные

 

причины

 

отказов

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

НП

.

СТРОИТЕЛЬСТВО

 ЛЭП

животных

 

и

 

растительности

Тем

 

не

 

менее

 

суммарная

 

длина

 

ВЛ

 

с

 

ИП

 

СН

 

всё

 

ещё

 

меньше

чем

 

у

 

ВЛ

 

с

 

НП

.

Новый

 

подход

Вначале

 

компания

 TNB 

строила

 

ВЛ

 

с

 

ИП

 

СН

 

для

 

того

чтобы

 

конкурировать

 

с

 

другими

 

энергокомпания

-

ми

Впоследствии

 

был

 

выявлен

 

ряд

 

проблем

поскольку

 

некоторые

 

вопросы

 

эксплуатации

 

данных

 

ВЛ

воздей

-

ствия

 

климатических

 

факторов

 

и

 

экологии

характерные

 

именно

 

для

 

ВЛ

 TNB, 

не

 

рассматривались

 

детально

что

 

приводило

 

ко

 

множественным

 

отказам

Для

 

создания

 

более

 

надёжной

эффективной

 

и

 

экономичной

 

системы

 

компании

 TNB 

пришлось

 

пересмотреть

 

вопросы

свя

-

занные

 

с

 

требованиями

 

к

 

качеству

 

и

 

техническим

 

харак

-

теристикам

для

 

обеспечения

 

соответствия

 

систем

 

ВЛ

 

с

 

ИП

 

СН

 

стандартам

 

распределительной

 

сети

.

Столкнувшись

 

с

 

этими

 

сложностями

подразделение

 

компании

 TNB 

по

 

распределению

 

электроэнергии

 

ста

-

ло

 

вести

 

успешную

 

работу

 

по

 

улучшению

 

конструкции

 

первых

 

систем

 

ВЛ

 

с

 

ИП

 

СН

К

 

апрелю

 2004 

года

 

такие

 

линии

 

стали

 

эталоном

 

для

 

распределительных

 

сетей

поставляющих

 

электроэнергию

 

в

 

пригородные

 

и

 

сель

-

ские

 

районы

Сейчас

 TNB 

применяет

 

их

 

гораздо

 

чаще

чем

 

подземные

 

кабельные

 

линии

 

и

 

ВЛ

 

с

 

НП

.

Сопоставление

 

ВЛ

 

с

 

неизолированными

 

и

 

изолированными

 

проводами

 

Ввиду

 

того

что

 

в

 

Малайзии

 

число

 

грозовых

 

дней

 

в

 

году

 

доходит

 

до

 200, 

компании

 TNB 

было

 

необходимо

 

повышать

 

надёжность

 

своих

 

линий

 33, 22 

и

 11 

кВ

 

с

 

НП

В

 

период

 

между

 2001 

и

 2002 

гг

., 

а

 

также

 2006 

и

 2007 

гг

было

 

зафиксировано

 

более

 

высокое

 

число

 

отказов

 

линий

 

с

 

НП

 

СН

 

по

 

сравнению

 

с

 

ВЛ

 

с

 

ИП

Кроме

 

того

отключения

 

линий

 33, 22 

и

 11 

кВ

 

происходят

 

из

-

за

 

неблагоприятных

 

погодных

 

условий

воздействия

 

животных

 

и

 

роста

 

рас

-

тительности

 

на

 

трассе

Старение

 

воздушных

 

ЛЭП

 

также

 

приводит

 

к

 

увеличению

 

повреждаемости

поскольку

 

боль

-

шинство

 

ВЛ

 

с

 

НП

 

СН

 

компании

 TNB 

были

 

построены

 

бо

-

лее

 40 

лет

 

назад

в

 

период

 

с

 1940 

по

 1970 

гг

.

Линии

 

СН

 

с

 

ИП

 

имеют

 

лучшие

 

характеристики

они

 

более

 

надёжны

 

в

 

неблагоприятных

 

погодных

 

условиях

устойчивы

 

к

 

воздействиям

 

животных

 

и

 

растительности

 

и

 

дешевле

 

по

 

сравнению

 

с

 

линиями

 

с

 

НП

С

 

техниче

-

ской

 

точки

 

зрения

 

также

 

расширяются

 

возможности

 

ре

-

гулирования

 

напряжения

поскольку

 

реактивное

 

сопро

-

тивление

 

линий

 

с

 

ИП

 

меньше

чем

 

у

 

линий

 

с

 

НП

.

На

 

первом

 

этапе

в

 

начале

 1990-

х

 

гг

., 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

не

 

оправдали

 

всех

 

ожиданий

 

компании

 TNB. 

Некоторые

 

факторы

такие

 

как

 

климатические

 

условия

степень

 

подверженности

 

воздействию

 

ультрафиолетового

 

из

-

лучения

 

и

 

нагреву

 

солнечной

 

радиацией

являлись

 

при

-

чинами

 

отказов

В

 

то

 

время

 TNB 

использовала

 

кабели

 

с

 

однослойным

 

медным

 

экраном

 

и

 

наружной

 

оболочкой

 

из

 

полиэтилена

 

высокой

 

плотности

 (HDPE).

Усовершенствование

 

конструкции

Для

 

первоначальной

 

конструкции

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

были

 

характерны

 

следующие

 

проблемы

:

• 

появление

 

трещин

 

в

 

наружной

 

оболочке

 

провода

 

под

 

действием

 

напряжения

;

• 

повреждение

 

наружной

 

оболочки

 

животными

;

• 

оплавление

 

наружной

 

оболочки

;

• 

повреждение

 

медного

 

экрана

;

• 

смещение

 

кабеля

 

в

 

месте

 

соединения

.

Проблема

 

образования

 

трещин

 

в

 

наружных

 

оболоч

-

ках

 

изолированных

 

проводов

 

под

 

действием

 

напряже

-

ния

 

была

 

решена

 

путём

 

замены

 

материала

 

наружной

 

оболочки

 — 

полиэтилена

 

высокой

 

плотности

 — 

поли

-

винилхлоридом

  (

ПВХ

марки

 ST-2. 

Другое

 

интересное

 


Page 4
background image

42

Ноябрь–декабрь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

Количество

 

отказов

 

компонентов

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

Отчетный

 

период

Жилы

Соединения

Концевые

 

заделки

Всего

2001/2002

101

32

10

143

2002/2003

117

64

17

198

2003/2004

156

74

21

251

2004/2005

236

75

35

346

Итого

610

245

83

938

СТРОИТЕЛЬСТВО

 ЛЭП

Иллюстрации

 

повреждений

 

изолированных

 

проводов

а

 — 

растрескивание

 

оболочки

 

из

 

полиэти

-

лена

 

высокой

 

плотности

; b — 

обнажённый

 

медный

 

экран

 

провода

 

ВЛ

 33 

кВ

с

 — 

пучок

 

проводов

 

ВЛ

 33 

кВ

 

с

 

оплавленными

 

оболочками

; d — 

провод

 

ВЛ

 33 

кВ

 

с

 

повреждённым

 

медным

 

экраном

.

(c)                                                                                 (d)

(a)

                                                                                 

(b)

свойство

 

наружной

 HDPE-

изоляции

 — 

это

 

лёгкий

 

фрук

-

товый

 

аромат

который

 

привлекает

 

мелких

 

грызунов

 

и

 

белок

Повреждение

 

наружной

 

оболочки

 

этими

 

грызу

-

нами

 

может

 

привести

 

к

 

оголению

 

экрана

 

из

 

меди

 

и

 

под

-

вергнуть

 

его

 

воздействию

 

факторов

 

внешней

 

среды

Появление

 

трещин

 

на

 

наружной

 

оболочке

 

ИП

 

также

 

подвергает

 

медный

 

экран

 

воздействию

 

этих

 

факторов

вызывая

 

его

 

повреждение

 

и

 

повышая

 

вероятность

 

от

-

каза

 

линии

.

Повреждение

 

медного

 

экрана

 

снижает

 

способность

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

пропускать

 

ток

 

короткого

 

замыкания

В

 

слу

-

чае

 

замыкания

 

на

 

питающей

 

линии

 

обратного

 

пути

 

для

 

тока

 

повреждения

 

к

 

источнику

 

не

 

будет

Так

ток

 

корот

-

кого

 

замыкания

 

может

 

вызвать

 

перегрев

 

наружной

 

обо

-

лочки

 

и

следовательно

повреждение

 

ВЛ

Кроме

 

того

в

 

первоначальной

 

конструкции

 

медный

 

экран

 

был

 

одно

-

слойным

 

и

 

в

 

случае

 

уже

 

имеющегося

 

повреждения

 

мог

 

подвергнуться

 

ещё

 

большему

 

повреждению

 

при

 

корот

-

ком

 

замыкании

.

Компания

 TNB 

изменила

 

конструкцию

 

экрана

 

из

 

меди

сделав

 

его

 

двухслойным

 

с

 15-

процентным

 

нало

-

жением

 

слоёв

 

друг

 

на

 

друга

Эта

 

улучшенная

 

конструк

-

ция

 

повышает

 

не

 

только

 

прочность

 

медного

 

экрана

но

 

и

 

токонесущую

 

способность

 

оболочки

продлевая

 

таким

 

образом

 

срок

 

службы

 

изоляции

.

Также

 

компания

 TNB 

стремилась

 

усовершенство

-

вать

 

строительные

 

стандарты

Если

 

не

 

применять

 

утверждённые

 

способы

 

установки

это

 

может

 

подвер

-

гнуть

 

излишней

 

нагрузке

 

как

 

сами

 

провода

так

 

и

 

ме

-

ста

 

их

 

соединения

 

и

 

концевые

 

заделки

Соединение

 

проводов

 

на

 

опоре

 

в

 

виде

 

петель

 

не

 

только

 

вызывает

 

механическое

 

напряжение

но

 

и

 

перегружает

 

опору

 

из

 

центрифугированного

 

железобетона

По

 

этим

 

причинам

 

в

 

новую

 

конструкцию

 

включили

 

дополнительные

 

приспособле

-

ния

позволяющие

 

обеспечить

 

лучшее

 

закрепление

 

проводов

 

ВЛ

 

на

 

опоре

 

и

 

повысить

 

надёж

-

ность

безопасность

 

и

 

экономич

-

ность

 

сети

.

Усовершенствованная

 

кон

-

струкция

 

системы

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

в

 

штате

 

Перак

Малайзия

по

-

зволила

 

значительно

 

улучшить

 

её

 

эксплуатационные

 

характе

-

ристики

Уровень

 

отказов

 

новых

 

ВЛ

 33 

и

 11 

кВ

 

снизился

 

более

 

чем

 

в

 

пять

 

раз

 

по

 

сравнению

 

с

 

уровнем

 

отказов

 

для

 

системы

 

предыдущей

 

конструкции

.

Заключение

У с о в е р ш е н с т в о в а н н ы е

 

конструкция

 

и

 

строительные

 

стандарты

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

демонстрируют

 

значительное

 

улучшение

 

характеристик

 

надёжности

 

по

 

сравнению

 

с

 

предыдущими

 

вариантами

Несмотря

 

на

 

то

что

 

эти

 

характеристики

 

получены

 

применительно

 

к

 

ВЛ

 

с

 

ИП

сооружённым

 

только

 

в

 

одном

 

штате

 (

Перак

), 

очевидно

что

 

благодаря

 

новой

 

конструкции

 

она

 

стала

 

более

 

на

-

дёжной

безопасной

 

и

 

экономичной

.

Хотя

 

применение

 

наружной

 

оболочки

 

кабеля

 

из

 

ПВХ

 (

типа

 ST-2) 

позволило

 

снизить

 

масштаб

 

проблем

связанных

 

с

 

появлением

 

трещин

 

на

 

оболочке

 

под

 

воз

-

действием

 

напряжения

крепление

 

ИП

 

к

 

опорам

 

необ

-

ходимо

 

осуществлять

 

с

 

большой

 

аккуратностью

 

по

 

той

 

причине

что

 

ПВХ

 — 

более

 

мягкий

 

материал

 

по

 

сравне

-

нию

 

с

 

полиэтиленом

 

высокой

 

плотности

Неправильное

 

подвешивание

 

ИП

 

с

 

ПВХ

-

оболочкой

 

может

 

вызвать

 

её

 

повреждение

.

Растущая

 

стоимость

 

металлов

 

будет

 

означать

 

бо

-

лее

 

высокую

 

стоимость

 

кабеля

 

с

 

двухслойным

 

экраном

 

из

 

меди

Тем

 

не

 

менее

с

 

учётом

 

повышенной

 

надёж

-

ности

 

и

 

большего

 

срока

 

службы

 

ВЛ

 

СН

 

с

 

ИП

 

усовершен

-

ствованной

 

конструкции

суммарные

 

затраты

 

всё

 

же

 

останутся

 

экономически

 

целесообразными

Мод

 

Фарис

 

Ариффин

 (Mohd Faris Arif

 n, farisar@

tnb.com.my) 

окончил

 

Университет

 

Северной

 

Аризоны

 

со

 

степенью

 

бакалавра

 

в

 

области

 

электротехники

 

и

 

по

-

лучил

 

степень

 

магистра

 

в

 

этой

 

области

 

в

 

Университете

 

UNITEN 

в

 

Малайзии

Является

 

старшим

 

техническим

 

специалистом

 

по

 

проектированию

 

и

 

эксплуатации

 

воз

-

душных

 

ЛЭП

 

в

 

отделе

 

управления

 

активами

 

подраз

-

деления

 

по

 

распределению

 

электроэнергии

 

компании

 

TNB, 

находящейся

 

в

 

государственной

 

собственности

 

Малайзии

За

 19 

лет

 

службы

 

в

 TNB 

он

 

занимал

 

ряд

 

инженерных

 

должностей

отвечая

 

за

 

линии

 

электро

-

передачи

 

и

 

подстанции

оперативные

 

переключения

диспетчерское

 

управление

 

и

 

сбор

 

данных

дистанцион

-

ное

 

управление

В

 

настоящее

 

время

 

руководит

 

обслу

-

живанием

 

сети

Ариффин

 

зарегистрирован

 

в

 

качестве

 

профессионального

 

инженера

 

в

 

Комитете

 

инженеров

 

Малайзии

.

Компания

упомянутая

 

в

 

статье

:

TNB | www.tnb.com.my


Читать онлайн

Предложенное малазийской энергокомпанией усовершенствование воздушной линии среднего напряжения с изолированными проводами снижает количество ежегодных отказов в 5 раз.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Сравнительный анализ мероприятий по повышению надежности передачи электрической энергии в распределительных сетях

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Воздушные линии
Гвоздев Д.Б. Иванов Р.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»