Мониторинг подземных высоковольтных кабельных сетей

В больших городах, где прокладка воздушных линий электропередачи представляет собой огромные трудности, основным средством передачи электрической энергии становятся подземные высоковольтные кабельные линии на напряжение 220 кВ и выше, что делает их основой современной энергосистемы города.

Гибкость при проектировании систем энергоснабжения

Подземные кабели обладают уникальными свойствами по передаче энергии — они невидимы на поверхности земли и не требуют глубокого закапывания, не излучают электрических полей и могут быть спроектированы так, чтобы не излучать магнитные поля, имеют улучшенные характеристики по потери мощности, высокую стойкость при аварийных нагрузках. В результате подземные кабели можно использовать в местах плотной застройки, реках и сложных геологических условиях, местах, где требуется сохранение окружающей среды, ландшафтов, значимых строений, памятников искусства, мест, зарезервированных для будущего строительства и т.п.

Повышенная надежность

Современные кабельные сети используют поперечно сшитый полиэтилен (XLPE) в качестве основного изоляционного материала, который уже 20 лет подтверждает свою высокую надежность.

Снижение потерь мощности (Энергосбережение). Подземные высоковольтные кабели используют в качестве проводника более эффективные медные сплавы, которые работают при более низких температурах. Сочетание этих особенностей позволяют снабжать электроэнергией потребителей с максимальной эффективностью, что особенно важно в целях сохранения окружающей среды и экономии энергоресурсов.

Возможность мониторинга состояния кабеля

Для сокращения времени аварийного отключения операторы энергетических систем могут измерять температуру высоковольтного кабеля по всей его длине с шагом пол метра с помощью оптического волокна, вмонтированного в наружную оболочку кабеля. Такой мониторинг позволяет управлять общей нагрузкой всей сети, оптимально перераспределяя ее между линиями не допуская перегрузок. В случае повреждения кабеля вследствие перегрузки или внешнего воздействия система мониторинга с точностью до метра определит место повреждения, что значительно сократит время на устранение аварии.

Система мониторинга высоковольтных кабельных силовых линий основана на современной технологии распределенного измерения температуры оптоволокна (Distributed Fiber-Optic Sensing). Данная технология позволяет проводить высокоточные измерения температуры по всей длине высоковольтного кабеля в реальном времени более чем в 40000 точках с разрешающей способностью 1 метр с помощью многомодового оптического волокна, вмонтированного в кабель. Так же она позволяет решить три основные проблемы эксплуатации подземных кабелей из сшитого полиэтилена (это покрытие в значительной степени увеличивает его срок службы в связи с технологическими особенностями конструкционных материалов):

Превышал ли кабель свою нормальную рабочую температуру, если да, то как долго и в каком месте?

Превышал ли кабель свою максимально допустимую температуру, если да, то как долго и в каком месте?

Предсказывать допустимую нагрузку, в случае если кабель достигнет своей максимальной расчетной температуры?

Кроме того, эта система позволяет получать данные о температурном профиле высоковольтного кабеля в реальном времени для постоянного мониторинга состояния кабеля и раннего выявления пожаров и аварийных ситуаций. Определяя с точностью (до 50 см) места локальных перегревов и выдавая аварийные сообщения на пульт диспетчерской с указанием расположения аварийного участка, система позволяет использовать температурные данные для динамического управления нагрузкой высоковольтной сети.

Отдельные отрезки кабельной сети могут быть идентифицированы с помощью системы распределенного термометрирования как различные зоны, допускающие специфические условия тревог для каждой секции. Для каждой зоны может быть легко сконфигурировано несколько порогов и скорость изменения температуры.

Информация и тревоги могут быть переданы на удаленные системы управления. На основе полученных данных имеется возможность вести историческую базу данных температурных профилей высоковольтной сети как локально, так и на специализированных удаленных серверах, что необходимо для эффективной эксплуатации сети. Помимо этих возможностей программное обеспечение, встроенное в прибор, позволяет функционировать ему как автономно, включая такие функции, как автозапуск, внутренняя диагностика, так и в составе сети, поддерживая удаленное управление.

Обладая этой информацией, эксплуатирующая организация может оперативно определять остаточный срок службы высоковольтного кабеля, а следовательно, более эффективно управлять своими капиталовложениями.

www.sedatec.org