В кабельных линиях до 10 кВ с малым сечением (50 мм2 или менее) наиболее важным является активное сопротивление, в этом случае индуктивными сопротивлениями можно пренебречь (см. рис. 3),а). Диэлектрические потери в кабельных линиях до 35 кВ пренебрежимо малы и поэтому игнорируются при расчете электрических режимов, а активная проводимость принимается равной нулю (рис. 3,в).
Кабельные линии для передачи электроэнергии
Для кабельных линий (Для кабельных линий всех классов напряжения при проектировании, строительстве, реконструкции, техническом перевооружении и эксплуатации рекомендуются кабели с увеличенной толщиной оболочки:
- с увеличенной толщиной оболочки с повышенной твердостью для снижения риска повреждения оболочки при монтаже;
- с наружным электропроводящим слоем, в том числе в составе огнестойкой оболочки, наносимым после монтажа кабеля на его оболочку из негорючих материалов, в том числе поливинилхлоридных композиций с низким дымовыделением и без галогенных композиций с высоким кислородным индексом для прокладки в инженерных сооружениях;
- с изоляцией из сшитого полиэтилена взамен масляных кабелей и кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги;
- кабели 110 – 500 кВ, прошедшие "Первоначальное испытание кабельной системы" на надежность в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62067-2011, и кабели 6 – 35 кВ, соответствующие МЭК 60502-2, МЭК 60502-4 и гармонизированные HD 620 S2:2010 и HD 605 S2;
- для прокладки под водой – бронированные кабели (немагнитная броня) с изоляцией из сшитого полиэтилена, обеспечивающие работу в течение всего срока службы, выдерживающие осевые, боковые, механические нагрузки под гидростатическим давлением (только одна строительная длина прохода подводной части кабельной линии);
- для прокладки в горной местности, а также в районах сейсмической активности следует применять бронированные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемые в специальных инженерных сооружениях. Способ прокладки должен быть предусмотрен проектом, при этом должны быть приняты специальные меры по защите их от механических повреждений.
- В случае параллельной прокладки силовых кабелей 110-500 кВ и кабелей ВОЛС для технологической защиты подстанций и линий электропередачи, кабели ВОЛС должны прокладываться вне силовых кабельных лотков или защитных сооружений силовых кабелей.
Схемы и параметры эквивалентных кабелей
Обычно линии электропередачи рассматриваются как линии с параметрами, равномерно распределенными по их длине. В инженерных расчетах для кабельных силовых (КЛ) линий длиной менее 10-50 км обычно используются упрощенные Т- и U-образные эквивалентные схемы с сосредоточенными параметрами. В этом случае погрешности электрического расчета линии зависят практически только от ее длины. Выбор суррогатной схемы ЛЭП зависит от сложности энергосистемы. При расчете сложных энергосистем на компьютере для упрощения расчетов рекомендуется использовать U-образную эквивалентную диаграмму. Эквивалентные диаграммы КЛ с сосредоточенными параметрами показаны на рисунке 1.
На диаграммах принято выделять продольные элементы – сопротивления ЛЭП: ? = ? + ?? и поперечные элементы – проводимости: ? = ? + . Значения этих параметров для КЛ задаются общим выражением P = P0где P00, ?0, ?0, ?0> – значение продольного или поперечного параметра, отнесенное к 1 км линии; ? – это длина линии передачи (продольные параметры).
В особых случаях, в зависимости от конструкции КЛ и класса напряжения, используются только доминирующие параметры, в зависимости от их физического проявления.
Рисунок 1. Схемы КЛ с сосредоточенными параметрами: Т-форма (а) и U-форма (б)
Активное сопротивление является причиной тепловых потерь и зависит от материала проводников кабеля и их сечения. Для КЛ с проводниками малого сечения из цветных металлов активное сопротивление принимается равным омическому сопротивлению, так как поверхностный эффект на промышленной частоте в этом случае не превышает 1%. Для проводников с сечением более 500 мм2 явление поверхностного эффекта на промышленной частоте является значительным.
Назначение линий электропередач и их классификация
Кабельные линии передачи чаще всего используются в районах, где есть необходимость в бесперебойном электроснабжении:
- промышленность;
- местные системы электроснабжения;
- железнодорожный транспорт;
- транспортировка электроэнергии по водным путям;
- обеспечение работы светофоров на перекрестках;
Исходя из вышесказанного, специалисты классифицируют кабельные линии по способу прокладки:
- Подземные. Наиболее распространенные. Данные виды кабельных линий прокладываются в коробах, трубах, туннелях, каналах).
- Надземные. Используются реже. Устанавливаются на специальных опорах, мостовых фермах и подвесных столбах.
- Подводные. Часть подземных или воздушных кабельных линий. Их можно разделить на морские и речные кабели, и, как и подземные кабели, они могут быть проложены в каналах, трубах и т.д.
Также принято делить кабельные сети на типы в зависимости от
- Сфера применения – зональные магистральные (городские, сельские, вставные соединительные);
- Конструктивные характеристики – коаксиальный (состоит из 2 цилиндров на соединенной оси, где один из цилиндров является сплошным проводником, а другой концентрично расположен внутри полости первого), симметричный (содержит 2 одинаковых проводника);
- Тип изоляции – фторопласт, бумага, ПВХ, резина, полиэтилен;
- Количество жил – могут использоваться одножильные, двухжильные, трехжильные и четырехжильные типы кабельных сетей.
Монтаж силовых кабельных линий: места и требования
В зависимости от типа кабельной линии и сферы ее применения, она может прокладываться в
- траншее или шахте, вырытой в земле;
- туннеле (в случае силовых или контрольных линий);
- коллектор (в котором обычно размещаются не только кабели передачи энергии, но и трубы водоснабжения и центрального отопления, а также другие инженерные и коммуникационные системы);
- блок (из бетона или труб, в котором прокладываются кабели передачи энергии);
- кабельная канализация (на распределительном пункте, подстанции, производственном предприятии).
Некоторые виды кабеля могут также прокладываться в галереях, под полами или потолками, на виадуках или в кабельных полах.
Во всех случаях необходимо соблюдать требования к прокладке кабеля согласно ГОСТу и технической документации – в зависимости от типа кабельной линии и области применения, прокладка может осуществляться в
- лотках (сплошных, перфорированных, лестничных);
- короба (электрические напольные или подвесные);
- короба (из негорючих полимеров);
- кабели (для воздушных линий);
- рулоны
- На стенах, потолках.
Существуют внешние и внутренние кабельные трассы. Выбор конкретного типа зависит от вида крепления кабеля, его параметров, условий эксплуатации (температуры и влажности окружающей среды). При выборе конкретного способа прокладки кабеля инженеры уделяют максимум внимания именно его будущим условиям эксплуатации:
- назначение, тип кабельной линии и область ее применения;
- Максимально возможная нагрузка на линию;
- Плотность застроенных территорий (в перспективе);;
- Расположение электроустановок;
- Наличие коммуникаций технологического и коммуникационного характера.
Пояснение КЛ 10 кВ
Оптимально
инженерные решения
Электроэнергетическая промышленность
Идти в ногу со временем
Идти в ногу со временем
- Технологическое присоединение
Зона защиты КЛ 0,4 кВ, КЛ 6(10)кВ
27-09-2012
В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации № 160 от 24 февраля 2009 г. Для КЛ 0,4 кВ и КЛ 6(10)кВ определены следующие охранные зоны
1м – Кабельная линия Кабельные линии 0,4 кВ, КЛ-6(10)кВ, КЛ-35-110 кВ;
0,6м метров от зданий и сооружений и на 1 м в направлении проезжей части улиц в пределах населенного пункта для КЛ-0,4 кВ, КЛ-6(10)кВ, КЛ-35-110 кВ;
охранные зоны вдоль подземных кабельных линий (Иллюстрация № 1) – в виде части поверхности участка, расположенной под ними (до глубины, соответствующей глубине заложения кабельных линий (значение Н на рисунке 1)), ограниченная параллельными вертикальными плоскостями, удаленными по обе стороны ЛЭП от крайних кабелей (величина В значение на рисунке 1) на расстоянии 1 метра (когда кабели до 1 киловольта в городских условиях прокладываются под тротуарами, 0,6 метра в сторону зданий и сооружений и 1 метр в сторону проезжей части).
Рисунок 1
В охранных зонах запрещается осуществлять любую деятельность, которая может нарушить безопасную эксплуатацию оборудования электрической сети, включая его повреждение или уничтожение, и/или создать опасность для жизни, здоровья и имущества физических и юридических лиц, а также нанести ущерб окружающей среде и привести к возникновению пожаров". [полный текст в статье].
Воздушные линии электропередач.
Линии, состоящие из проводов, столбов и вспомогательного оборудования, проходящие над землей в воздухе, являются воздушными линиями электропередачи. Их также называют воздушными или подвесными линиями. Участки воздушных линий могут проходить через конструкции мостов, виадуков и эстакад.
Основные компоненты воздушных линий:
- Проводники. Они изготавливаются из меди, алюминия, а иногда в комбинированных вариантах. Иногда они сращиваются из нескольких проводников. Проводники отличаются характеристиками поперечного сечения;
- Опоры. Существующие типы: металлические, железобетонные и деревянные. Последние два типа используются для воздушных линий 6-10 кВ. Металлические опоры делятся на анкерные и промежуточные. Анкерные опоры устанавливаются в местах наибольшего сосредоточения механической нагрузки (при переходе через водоемы, изменении направления движения) и на определенном расстоянии. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых трассах;
- Изолирующие гирлянды. Они могут быть изготовлены из стекла или фарфора. Они используются для изоляции проводов от корпуса башни. Проводники из соседних отсеков соединяются петлями;
- Контуры заземления, молниеотводы, ограничители перенапряжений используются для защиты от перенапряжений, возникающих в атмосфере;
- гасители вибрации. Они используются при строительстве высоковольтных воздушных линий. Для увеличения срока службы воздушных линий необходимо поглощать механические колебания проводов.
ВЛ должны строиться и эксплуатироваться специально обученным персоналом на основании ПТЭ (Правила технической эксплуатации), ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и HSE (Правила охраны труда и техники безопасности).
Вид тока
Классификация воздушных линий по виду тока:
- ЛЭП постоянного тока. Эти ЛЭП снижают потери при передаче электроэнергии за счет отсутствия реактивной мощности (емкостной и индуктивной составляющих). Поэтому они оправданы для транспортировки электроэнергии между системами на большие расстояния. Однако воздушные линии дороже в строительстве из-за необходимости дополнительного оборудования (выпрямители, инверторы). Они широко используются в развитых странах, в то время как в России построено всего несколько линий постоянного тока 400 кВ. Однако часть российской сети 3 кВ для железнодорожного транспорта работает на постоянном токе;
- линии переменного тока. Практически все воздушные линии, составляющие энергосистему РФ, работают на переменном токе.
Кабельные линии
КЛ, или кабельные линии, также используются для транспортировки электроэнергии. Они представляют собой силовые кабели, проложенные в земле, под землей, над землей и под водой. Для их соединения используются разъемы.
Кабельные линии электропередачи имеют следующие преимущества:
- они защищены от непогоды (молнии, сильного ветра);
- на них не влияют падающие деревья;
- они не представляют большой опасности для людей и животных;
- они занимают меньшую площадь.
Силовые кабели делятся на классы напряжения так же, как и воздушные линии.
Виды изоляции кабелей
- Резиновая. Изготавливается из натуральных и синтетических материалов. Эти кабели гибкие, но имеют низкий срок службы;
- Полиэтилен. Используется для кабелей КЛ, проложенных в агрессивных средах. Невулканизированный полиэтилен устойчив к высоким температурам;
- ПВХ. Отличается низкой стоимостью и высокой гибкостью. Кабели из ПВХ широко используются для КЛ всех классов напряжения;
- Бумага. Силовые кабели требуют пропитки такой изоляции специальным составом. В настоящее время используется редко;
- Фторопластовая. Наиболее устойчивы ко всем видам повреждений;
- Маслонаполненные кабели. Требует аппаратуры для поддержания давления масла и очень огнеопасен. В настоящее время не производятся. Существующие КЛ демонтируются и заменяются кабелями с более современной и надежной изоляцией.
Типы кабельных конструкций
Существуют различные типы конструкций, используемых для прокладки кабелей КЛКонструкции для прокладки кабелей используются, когда кабели, каждый из которых снабжен идентификационным маркером, размещаются в легкодоступном для обслуживания месте:
- Каналы. Это каналы из железобетонных плит, с которых можно снять верхнюю крышку. Как правило, они располагаются над землей;
- Туннели, построенные под землей. Их размеры таковы, что человек может свободно передвигаться в них. Кабели прокладываются по боковым стенам;
- Кабельный этаж возводится на подстанциях. Это помещение, часто частично подвальное, с проложенными по периметру кабелями;
- Эстакада. Открытая конструкция, размещенная непосредственно на земле, фундаменте или опорах, по дну которой проходят кабели с разъемами;
- Галерея. То же, что и эстакада, только закрытая со всех или нескольких сторон;
- Двойной пол. Пространство под полом, покрытое досками, которые можно снять для проведения работ. Используется для низковольтных кабелей, в основном в релейных помещениях подстанций;
- Кабельный блок. Подземные трубы или каналы, в которых размещаются кабели, для прокладки которых используются камеры с входом через надземный колодец. Такая камера называется кабельным колодцем.