Disenyo at aplikasyon ng mga cable na puno ng langis at gas na may mataas na boltahe

Ang mga underground na mataas na boltahe na kable ay ginamit upang magpadala ng koryente sa loob ng maraming taon at maraming iba't ibang teknolohiya ang binuo sa paglipas ng mga taon.

Ang mga insulated na pipeline ng gas at langis ay may mga teknikal, kapaligiran at pagpapatakbo na mga katangian na ginagawang isang napakahusay na alternatibo kapag ang mataas na boltahe na transmisyon ay kinakailangan sa isang limitadong espasyo, halimbawa kapag imposibleng gamitin. mga linya ng kuryente sa itaas.

Mga cable na may mataas na boltahe sa Spain para sa boltahe na 400 kV

Ang gas at oil insulated transmission cable (high pressure gas at oil cable) ay isang ligtas at nababaluktot na alternatibo sa mga overhead na linya at kumukuha ng mas kaunting espasyo habang nagbibigay ng parehong power transmission.

Dahil ang mga ito ay may kaunti o walang epekto sa landscape at ang kanilang minimal na electromagnetic emissions ay nangangahulugan na maaari silang gamitin malapit sa o kahit na sa mga gusali, langis at gas na puno ng mataas na boltahe na mga cable ay maaaring isaalang-alang para sa isang malawak na hanay ng mga aplikasyon.

Ang magnetic indication B na maaaring masukat malapit sa naturang istraktura ay napakababa, mas mababa kaysa para sa isang katumbas na overhead line. Sa layo na 5 metro mula sa mga tubo ito ay mas mababa sa 1 μT.

Angkop ang mga ito para sa pagbibigay ng pagpapatuloy ng mga underground overhead na linya, pagkonekta ng mga istasyon ng kuryente sa power grid o bilang isang compact na paraan ng pagkonekta ng malalaking pang-industriyang planta sa pangkalahatang grid.

Kapag ginamit sa mga cable na may mas mataas na presyon, ang dielectric na lakas ng pagkakabukod ng cable ay makabuluhang nadagdagan, at ang kapal nito at, nang naaayon, ang mga gastos ay nabawasan. Ang tumaas na presyon sa mga cable na puno ng langis o gas ay nabuo sa loob ng pagkakabukod sa pamamagitan ng isang guwang na core o iba pang mga conduit sa kahabaan ng cable at inilalapat sa labas ng pagkakabukod kung ang cable ay inilagay sa isang bakal na conduit.

Paggawa ng isang cable line na may mataas na boltahe na mga kable na puno ng gas

Ang mga cable na puno ng gas ay gumagamit ng pagkakabukod na ipinatupad ng tubig na may isang naubos na layer, sa layer kung saan mayroong isang inert gas sa ilalim ng presyon, na may mahusay na mga katangian ng elektrikal at mataas na thermal conductivity (nitrogen, SF6 gas, atbp.). Ang pagpapalit ng hangin ng nitrogen o SF6 gas ay maiiwasan ang oksihenasyon ng pagkakabukod.

Ayon sa magnitude ng presyon, ang mga cable ay nakikilala sa mababang (0.7 - 1.5 atm), daluyan (hanggang sa 3 atm) at mataas (12 - 15 atm) na presyon. Ang unang dalawang uri ng mga cable ay pangunahing ginawa ng tatlong-phase para sa 10 — 35 kV, at ang mga high-pressure na cable - single-phase para sa 110 — 330 kV.

Ang mga single-core na oil-filled na cable para sa 110 kV ay ginawa gamit ang isang oil-conducting channel sa gitna ng hollow core, at para sa boltahe 500 kV - na may gitnang channel sa core at mga channel sa ilalim ng protective sheath.

Tatlong yugto ng disenyo na puno ng langis

Ang pagtaas ng presyon ay nangangailangan ng pagpapalakas ng proteksiyon na shell sa pamamagitan ng paglalapat ng reinforcing metal strips sa ibabaw nito, na protektado mula sa kaagnasan ng angkop na mga coatings, pati na rin ang isang armor ng galvanized steel wires.

Ang isang pangunahing kawalan ng modernong linya ng mataas na boltahe na ginawa gamit ang cable na puno ng langis ay ang pangangailangan para sa napakamahal at kumplikadong kagamitang pantulong, tulad ng: mga tangke ng suplay, mga tangke ng presyon, mga stop, mga coupler at mga konektor ng dulo.

Ang kompensasyon ng mga pagbabago sa mga volume ng impregnating na komposisyon ay isinasagawa gamit ang mga supply device na binubuo ng mga tangke ng supply at isang tangke ng presyon. Tinitiyak ng mga feed tank na ang malaking halaga ng langis ay ipinapasok o palabas ng cable na may kaunting pagbabago sa presyon, at ang pressure tank ay nagpapanatili ng presyon sa cable sa anumang pagbabago sa dami ng langis.

Ang langis ay gumagalaw sa kahabaan ng cable sa gitnang channel ng kasalukuyang nagdadala ng wire. Ang linya ng cable ay nahahati sa pamamagitan ng paglilimita sa mga bushings sa magkakahiwalay na bahagi ng make-up.

Ang pinakamalakas na katunggali ng cable na puno ng langis ay may presyon ng gas cable. Kung ikukumpara sa puno ng langis na mataas na boltahe na puno ng gas na cable, nangangailangan ito ng mas mababang gastos sa pagtatayo ng linya, hindi nangangailangan ng kumplikadong kagamitang pantulong, at napakasimple sa parehong pag-install at pagpapatakbo.

Pag-install ng tatlong-phase na linya na may mga kable na puno ng gas

Ang pangunahing bentahe ng mga cable na puno ng gas kumpara sa mga cable na puno ng langis ay ang pagiging simple ng pagbibigay ng cable line na may gas, ang posibilidad ng pagtula ng cable sa steeply hilig at vertical na mga ruta.

Ang mga kable na puno ng gas ay pinakamalawak na ginagamit para sa boltahe na 10 — 35 kV.Sa mga boltahe na 110 kV at mas mataas, ang mga cable na puno ng gas, kumpara sa mga puno ng langis, ay may mas mababang lakas ng salpok at mas mataas na thermal resistance. Samakatuwid, ang mga cable na ito ay bihirang ginagamit sa ating bansa sa mga boltahe na 110 kV pataas.

Sa mga bansang Europeo, sa kabaligtaran, ang mga cable na puno ng langis (Oil Filled Cable) ay mas madalas na ginagamit kaysa sa mga cable na puno ng gas (gas-insulated transmission lines, GIL).

Ang teknolohiyang ito ay nagsimulang ilapat sa Europa humigit-kumulang noong 70s. Ito ay espesyal na idinisenyo upang magbigay ng posibilidad ng paglilibing ng mataas na boltahe na mga network sa isang urban na kapaligiran. Sa kasalukuyan, maraming nakumpletong proyekto gamit ang mga kable na puno ng gas para sa mga boltahe hanggang 500 kV.

Ang bentahe ng mga cable na puno ng gas ay isang medyo malaking margin ng kaligtasan sa kaganapan ng isang emergency na pagbaba ng presyon, na nagpapahintulot sa mga ito na hindi agad na madiskonekta kapag bumaba ang presyon.

Disenyo ng cable na puno ng gas

Ang mga cable sa isang pipeline ng bakal sa ilalim ng presyon ng langis ay tatlong single-core cable na may pagkakabukod ng papel na pinapagbinhi ng mineral o sintetikong langis (walang lead sheath), na matatagpuan sa isang pipeline ng bakal na may presyon ng langis hanggang sa 15 atm.

Karaniwan, mas malapot na langis ang ginagamit upang i-impregnate ang pagkakabukod, at mas kaunting viscous na langis ang ginagamit upang punan ang pipeline. Ang ganitong mga linya ng cable sa mga pipeline ng bakal na may presyon ng langis ay ginagamit para sa mga boltahe ng 110 - 220 kV.

Ang pagkakabukod ay natatakpan ng isang screen na gawa sa metallized na papel o butas-butas na mga piraso ng tanso, kung saan inilalapat ang isang sealing coating - isang polyethylene sheath na pumipigil sa kahalumigmigan mula sa pagpasok ng cable sa panahon ng transportasyon.

Dalawa o tatlong semi-circular na tanso o tanso na mga wire ang inilapat nang spiral sa sealing coating, na idinisenyo upang mapadali ang paghila ng cable sa conduit, bilang karagdagan, pinapanatili nila ang mga phase sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa, na nagpapabuti sa sirkulasyon ng langis at tinitiyak ang electrical contact ng mga cable screen sa pipeline.

Ang bakal na tubo, na nagpapanatili ng presyon sa cable, ay isang maaasahang proteksyon laban sa mekanikal na pinsala. Ang presyon ng langis sa pagkakabukod ay inililipat sa pamamagitan ng polyethylene sheath.

Overhead sa paglipat ng cable

Ang mahinang punto ng isang mataas na boltahe na cable ay karaniwang ang mga konektor. Ang isa sa mga pangunahing gawain sa pagbuo ng mataas na boltahe na mga linya ng cable ay ang paglikha ng isang connector na maginhawa para sa pag-install at may lakas ng kuryente na hindi mas mababa kaysa sa cable.

Ang mga end connector ay naka-install sa mga dulo ng cable line, at ang mga semi-stop connector ay naka-install bawat 1 — 1.5 km ng linya (pinipigilan nila ang libreng pagpapalitan ng langis sa pagitan ng mga katabing seksyon ng pipeline).

Ang preset na presyon ng langis sa pipeline ay pinapanatili ng isang awtomatikong operating unit na nagsu-supply ng langis sa pipeline kapag bumaba ang presyon at nag-aalis ng labis na langis kapag tumaas ang presyon.

Sa mga konektor ng mga cable na puno ng langis, ang koneksyon ng kuryente ng mga kasalukuyang nagdadala ng mga wire at ang koneksyon ng mga channel ng langis ng cable ay nagaganap.

Ang mga core ay pinindot nang magkasama at ang pagpapatuloy ng channel ng langis ay sinisiguro ng isang guwang na bakal na tubo (hindi pinapayagan ang hinang o pagpapatigas dahil sa pagkakaroon ng langis).

Ang isang kalasag sa lupa (tinned copper braid) ay inilapat sa buong haba ng bushing, at ang labas ng bushing ay nakapaloob sa isang metal na pabahay.

Cable bushing ng oil filled high voltage cable

Ang mga cable sa isang pressurized gas steel pipeline ay naiiba mula sa nakaraang disenyo lamang na sa halip na mineral o sintetikong langis, ang pipeline ay puno ng isang compressed inert gas, kadalasang nitrogen sa isang presyon ng tungkol sa 12-15 atm. Ang bentahe ng naturang mga cable ay isang makabuluhang pagpapagaan at pagbawas ng gastos ng sistema ng supply ng linya.

Ang pagkakabukod ng cable ay nakalantad hindi lamang sa patuloy na pagkakalantad sa boltahe ng dalas ng industriya, kundi pati na rin sa boltahe ng impulse, dahil ang mga cable ay direktang konektado sa mga linya ng overhead o sa mga de-koryenteng kagamitan ng mga bukas na substation at switchgear na nakikita ang mga epekto. mga alon sa atmospera. 

Ang lakas ng salpok ng isang cable na puno ng langis ay mas mataas kaysa sa isang cable na puno ng gas, anuman ang mga halaga ng presyon ng langis o gas sa mga ito. Para sa anumang uri ng cable, ang impulse breakdown boltahe ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagbabawas ng kapal ng mga piraso ng papel, i.e. sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga puwang sa pagitan nila. Ang mga cable na puno ng langis o mga cable sa ilalim ng panlabas na presyon ng gas, kung saan ang mga puwang sa pagkakabukod ay puno ng isang impregnating compound, ay may pinakamataas na breakdown voltages.

Ang mga kable na may mataas na boltahe na puno ng gas sa isang underground manifold (tunnel) ay madaling mailipat sa pagitan ng mga kable, ngunit ang ganitong uri ng pag-install ay halos hindi nangangailangan ng pagpapanatili

Ang high-pressure gas at oil-insulated cable pipelines ay napatunayan na ang kanilang teknikal na pagiging maaasahan sa loob ng ilang dekada, dahil nagbibigay sila ng pambihirang kaligtasan sa operasyon at kahit na sa kaganapan ng isang pagkasira, bilang karagdagan sa kanilang napakahusay na mga katangian ng paghahatid.

Ang kondisyon ng pagkakabukod ng mga linya ng cable sa panahon ng operasyon ay sinusuri sa pamamagitan ng mga pagsubok sa pag-iwas, na ginagawang posible upang makilala ang mga malalaking paglabag sa integridad ng pagkakabukod at mga depekto sa loob nito (phase grounding, wire break, atbp.), Pati na rin sa sukatin ang insulation resistance, leakage currents, dielectric loss angle, atbp.

Dapat tandaan na para sa pagkakabukod ng mga linya ng cable, ang mga pagsubok sa pag-iwas ay ang tanging paraan ng pag-detect ng mga may sira na spot sa pagkakabukod, dahil ang linya ng cable ay hindi naa-access para sa inspeksyon at pag-aayos ng pag-iwas. Samakatuwid, ang preventive testing ng pagkakabukod ng mga linya ng cable ay dapat na mabilis na matukoy ang mga depekto sa pagkakabukod ng mga cable at samakatuwid ay bawasan ang emergency ng network.

Bilang karagdagan sa artikulo - Ang Siemens ay bumubuo ng isang linya ng paghahatid ng gas

Ang bagong linya ay idinisenyo upang magpadala ng hanggang limang gigawatts (GW) ng kapangyarihan sa bawat sistema. Ang Federal Ministry of Economic Affairs at Energy ng Germany ay nagbibigay ng 3.78 milyong euro para sa proyektong ito ng pagpapaunlad.

Direktang kasalukuyang mga kable ng kuryente ay ibabatay sa teknolohiya ng umiiral na gas-insulated transmission line (TL), na binubuo ng dalawang concentric aluminum pipe. Ang pinaghalong gas ay ginagamit bilang isang insulating medium. Hanggang ngayon, ang gas-insulated cable lines ay magagamit lamang para sa alternating current.

Ang pagpapalawak ng network ng paghahatid ay kinakailangan kung ang 80% ng pangangailangan sa kuryente ng Germany ay matutugunan ng mga renewable energy sources sa 2050.

Nalilikha ang kuryente mga wind turbine sa hilagang bahagi ng bansa at sa kahabaan ng baybayin ng Alemanya, ay kailangang dalhin nang mahusay hangga't maaari sa mga sentro ng kargamento sa katimugang bahagi ng Alemanya.Ang DC transmission ay pinakaangkop para dito dahil sa mababang pagkalugi ng kuryente kumpara sa AC transmission.

Ang pagpapaunlad ng network gamit ang high voltage direct current (HVDC) gamit ang overhead transmission lines at gas-insulated direct current transmission lines na inilatag sa ilalim ng lupa sa ilang mga lugar ay maaaring maisakatuparan gamit ang makabuluhang mas kaunting mga mapagkukunan kaysa sa three-phase na teknolohiya .

"Ang underground direct current transmission ay mahalaga para sa paglipat ng Germany sa isang bagong istraktura ng kuryente, dahil ang pag-unlad nito ay unang magaganap sa Germany. Sa ibang pagkakataon, ang mga katanungan mula sa ibang mga bansa sa EU o iba pang mga bansa sa buong mundo ay magiging posible. Sa anumang kaso, sa pagbuo ng isang direktang kasalukuyang linya ng paghahatid ng gas, ang Alemanya ay gaganap ng isang nangungunang papel sa disenyo ng mga sistema ng paghahatid sa hinaharap," sabi ni Denis Imamovic, na responsable para sa mga sistema ng paghahatid ng gas sa Siemens Energy Management.