Доклады и презентации

Итоги Подкомитета В1 на 47-ой Сессии CIGRE

Подкомитет B1 CIGRE занимается системами изолированных силовых кабелей переменного и постоянного тока для передачи электроэнергии, распределения и генерирования энергии наземных и подводных систем, а также системам силовых кабелей, используемых для микро-сетей и интеграции распределенных источников. В область технической деятельности B1 входят вопросы теории, проектирования, применения, изготовления, монтажа, испытания, эксплуатации, обслуживания и диагностики.

Для дискуссионного заседания Подкомитета В1, на 47-ой Сессии, было предложены три предпочтительные темы для обсуждения в свете указанных стратегических направлений. На основании данных тем, был заслушан 41 доклад.

RusCable Insider Digest перевел для своих читателей аннотации к этим выступлениям. Над какими направлениями околокабельной тематики работают лучшие специалисты со всего мира.

 

1.    Предпочтительная тема № 1
Новый опыт использования подземных и подводных кабельных систем переменного и постоянного тока.
Recent Experiences with Underground and Submarine AC and DC Cable Systems

По данной предпочтительной теме было представлено 23 доклада.


B1-101
«Разветвительная муфта сухого типа для 72-кВ кабельных систем с экструдированной изоляцией»

(Dry-type branched joint for 72-kV extruded cable systems J. ROSSUM, VAN – NL)

В докладе рассматривалась разработка соединения разветвленного ответвления сухого типа 72 кВ. Данное соединение разработано для простоты сборки как соединение морского типа, обеспечивающее возможность расширения и более простую процедуру соединения на площадке в дальнейшем.

В качестве изоляции используется, преимущественно, эпоксидная и готовые соединительные элементы. В докладе представлены результаты большого количества анализов и испытаний рабочих характеристик для различных применений, включая испытания переменным током и импульсным напряжением, термальной нагрузкой и квалификационные испытания, при более жестких условиях, чем действительные условия эксплуатации - результаты подтвердили приемлемые параметры. Предполагается, что в ближайшем будущем предлагаемые блоки смогут использоваться для морских ветряных электростанций и систем подземного кабеля.

B1-102
«Проблемы, связанные со стратегией ремонта 380 кВ кабельных систем»

(Challenges for the repair strategy of 380kV cable systems J. SMIT – NL)

В докладе были представлены методы сокращения времени вне эксплуатации для систем подземного кабеля 380 кВ, во время ремонтных работ после сбоев системы. Были рассмотрен ряд тем, имеющих отношение к работам по восстановлению после сбоев системы. Выдвинуто предположение, что время вне эксплуатации может быть значительно сокращено за счет оптимизации планов готовности к ремонту (RPP).

Также, было рассмотрено два случая действительных отказов, и продемонстрировано, что необходимое время вне эксплуатации значительно изменяется в зависимости от условий работы. В докладе был рассмотрен ряд предложенных методов сокращения времени вне эксплуатации, включая оптимизацию маршрутов прокладки кабеля, проектирование системы, доступ к маршруту кабеля, наличие определенных частей и рабочих на площадке, защита от внешних повреждений и резерв системы, и было подтверждено, что данные методы эффективно сокращают время вне эксплуатации.

B1-104
«Сравнение методов экранирования подземных линий для защиты от магнитных полей c учётом факторов ослабления поля, допустимой токовой нагрузки линии и расходов по экранированию»

(Comparative Between Underground Lines Magnetic Field Shielding Techniques on the Field Reduction Factor, Line Ampacity and Implementation Costs R.MOREIRA – BR)

В докладе детально рассмотрено магнитное поле кабельной системы. Измерения магнитного поля были выполнены полноразмерного на полной мощности кабеля 138 кВ с тремя типами экранирования. Было выполнено моделирование магнитного поля и проверка при помощи теоретических расчетов. Данное магнитное поле оказывает значительное влияние на передаваемую мощность, и его оценка была выполнена при помощи экспериментальных и теоретических методов. Кроме того, была выполнена оценка различных методов снижения магнитного поля с точки зрения снижения уровня магнитного поля, влияния на передаваемую мощность и затрат. Дополнительно были представлены рекомендации в отношении выбора методов для будущих проектов.

B1-105
«Исследование экранирования высоковольтных кабелей от электромагнитных полей: сравнение между экспериментальным моделированием и моделированием методом конечных элементов»

(Study of electromagnetic shielding of high voltage cables: a comparison between an experiment and FEM simulation G.SUN - CH, C.D.BLASIIS - CH, P. CORSARO – CH)

В докладе описываются результаты экспериментальных измерений и трехмерный анализ магнитного поля, генерируемого кабельными системами. Для общего двумерного анализа теоретически рассматривалась бесконечно длинная экранирующая пластина, особое внимание уделялось ограниченным размерам электрического контакта между металлическими пластинами для экранирования. Были выполнены измерения магнитного поля для симметричного и не симметричного тока трехфазного проводника для трех кабелей, проложенных в плоскости, с алюминиевыми пластинами. Было выполнено сравнение экспериментальных измерений и трехмерного моделирования, и были сделаны следующие заключения:
1. Для эффективного сокращения поля требуется эффективный электрический контакт с учетом потока рассеивания на соединениях пластин;
2. Несимметричный трехфазный ток снижает эффективность экранирования;
3. Кромка алюминиевой пластины не влияет на эффект экранирования, но рекомендуется выполнять их заземление для предотвращения короткого замыкания.

B1-106
«Опыт полевых испытаний кабелей с экструдированной изоляцией на электрическую прочность с использованием резонансной испытательной системы с регулируемой частотой»

(Experience of withstand voltage testing by using variable frequency tuned resonant test system for extruded power cable in site A.ELFARASKOURY – EG)

В докладе описываются испытания переменным током на площадке для экструдированных кабельных систем с использованием резонансной испытательной системы с настройкой частоты (ACRF). Выполнены испытания кабельной системы 220 кВ, длиной 14 км, с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) и с 22-мя соединениями, с использованием испытательной системы ACRF, в сочетании с измерениями частичного разряда (ЧР). Результаты показали, что сигналы ЧР увеличились с pC (пико кулон 10-12) до nC (нано кулон 10-9), и возник отказ одного соединения. Таким образом, авторы рекомендуют включать измерения ЧР в испытания переменным током после установки, в стандарт МЭК 60840 и МЭК 62067.

B1-107
«Новые подземные высоковольтные кабели для энергоснабжения Олимпийских игр 2016»

(New High Voltage Underground Cables to Supply the Energy for the 2016 Olympic Games C. PEIXOTO – BR)

В докладе была представлена конструкция подземных кабельных систем, обеспечивающих питание для территории Барра в Рио-де-Жанейро, Бразилия, где к Летним олимпийским играм 2016 был построен Олимпийский парк. Для обеспечения безопасного питания были разработаны две схемы передачи электроэнергии, раздельные источники питания и отдельные маршруты. Данный проект был очень сложным, поскольку на весь процесс создания подземной кабельной системы длиной 13,3 км, от планирования до ввода в эксплуатацию, было заложено только 13 месяцев. В процессе реализации данного проекта возник ряд проблем, тем не менее, использование датчиков частичного разряда и DTS систем позволило своевременно предпринять соответствующие меры для устранения влияния проблемных аспектов.

B1-108
«Новая технология микротоннелирования (бестраншейной прокладки) для силовых кабелей сверхвысокого напряжения»

(A new microtunneling technology for extra-high-voltage power cable installations TAPPEL - DE, T.FREHN – DE, R.PUFFER – DE, M.ANDRES – DE, M.PETERS – DE, T.ENGEL – DE, J.BRÜGGMANN – DE, T.WINKEL – DE)

В докладе были представлены методы прокладки туннелей с использованием новой бурильной машины. Данный метод позволяет создание туннелей длиной более 1000 м посредством непрерывного бурения на малой глубине. Данный метод помогает минимизировать влияние на окружающую среду и снизить затраты на строительство кабельных систем по сравнению с методом открытой траншеи. Была выполнена оценка применяемых в настоящее время параметров при помощи метода конечных элементов для сравнения прокладки кабеля предлагаемым методом и методом открытой траншеи. Расчеты показали, что параметры тока в обоих случаях будут схожими. Для получения опыта эксплуатации, данная технология была применена в рамках реального кабельного проекта, на участке около 300 метров.

B1-109
«Конкретный пример использования многослойной электропроводящей наружной оболочки в 400-кВ кабельных системах, проложенных в тоннельных коммуникациях»

(A case study for the use of semi-conductive outer sheath layers on 400 kV cable systems installed in a tunnel application T.P. DU PLESSIS – ZA)

В докладе описывается конструкция заземления кабельных систем 400 кВ с одножильным кабелем и с проводящим внешним слоем для прокладки в туннеле. Было подтверждено, что при выполнении операций коммутации, во время ввода в эксплуатацию, возникает слышимый и видимый пробой, поскольку проводящий внешний слой кабеля не был заземлен во время испытаний. Для данной системы было выполнено большое количество испытаний на коммутацию, с целью определения места пробоя. Также был выполнен анализ наведенного напряжения. Результаты качественно подтвердили, что для предотвращения пробоя в таких системах каждый поддерживающий металлический элемент кабельной системы должен быть заземлен.

B1-110
«Расчёт блуждающих токов в оболочке для моделей электроустановок промышленной частоты с асимметричной схемой»

(Sheath circulating currents calculation in asymmetrical installation schemes for power frequency models K.ALEXANDROU – GR, C.TASTAVRIDIS – GR, G.GEORGALLIS – GR, G.J.ANDERS – PL)

В докладе представлен циркулирующий ток в оболочке при установке асимметричного кабеля. Были предложены формулы для расчета коэффициента потерь в оболочке для различных систем перекрещенными (транспозиция фаз) асимметричными кабелями. Кроме того, были выполнены расчеты для смешанной конфигурации кабеля плоского типа и по типу трилистника в пределах небольшой секции кабельной системы. Результаты демонстрируют отклонения от коэффициентов потерь экрана, рассчитанных на основании метода МЭК.

B1-112
Преобразование части 220-кВ воздушной линии в подземную в Картахена - Колумбия

(Conversion of a portion of a 220 kV Overhead Line to Underground in Cartagena – Colombia J.LOPES – BR)

В докладе представлены результаты технико-экономического обоснования замены воздушной линии электропередачи длиной 2 км, 2 схемы, 220 кВ системой изолированных кабелей. Также были рассмотрены варианты использования подземной и подводной систем. Технико-экономическое обоснование выполнено начиная с визита на площадку, затем были исследованы варианты маршрутов, исследование строительных работ и проектирование системы заземления, предварительный расчет кабеля, меры по предотвращению влияния на окружающую среду, экономическая оценка, планирование транспортировки кабельных барабанов и т.д. На основании данных исследований выбран вариант подземной системы с учетом бюджета проекта, влияния на окружающую среду на этапе строительства, транспортировки кабельных барабанов, размера проводника, и требования касательно обеспечения простого доступа для корректировки системы. На данный момент выполняется расчет подземного варианта.

B1-114
«Анализ индуцируемых напряжений и токов в оболочке проложенных в тоннеле 230 кВ подземных силовых маслонаполненных кабелей и кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена: конкретный пример из опыта департамента городского электроснабжения Таиланда»

(Analysis of Induced Sheath Voltages and Currents of 230 kV Oil-Filled and XLPE Underground Power Cables in The Tunnel: Case Study of Metropolitan Electricity Authority of Thailand PHAYOMHOM – TH)

В докладе описываются системы заземления для кабельных систем 230 кВ. Выполнены исследования для маслонаполненных (OF) кабельных систем 230 кВ и кабельных систем с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), с соединением в одной точке, соединением в средней точке, соединениями на обеих концевых сторонах, с коаксиальными кабелями без скрещивания, и коаксиальными кабелями со скрещиванием. Выполнен расчет для каждого случая, и на основании данных прогнозов ассмотрены преимущества и недостатки систем каждого типа. Также выполнена оценка действительной системы изолированных силовых кабелей 230 кВ.

B1-115
«Безопасность работ при воздействии индуцируемых напряжений на высоковольтных кабельных системах с экструдированной изоляцией»

(Safe Work on HV Extruded insulation Cable Systems under induced Voltages M.CABAU – FR)

В докладе рассматривались меры безопасности для защиты от напряжения, наведенного другими кабельными цепями во время строительства и обслуживания систем во Франции. Также рассмотрены методы проверки кабельных систем для обеспечения высокого уровня безопасности.

B1-116
«Практический опыт, полученный во время ремонтных работ на подводной линии Марокко – Испания»

(Lessons learnt during reparation of the Morocco-Spain submarine connection A.DÍEZ – ES, A.FRANCÉS – ES, G.DONOSO – ES, E.NOGUEROLES – ES, E.F.SALAH – MA, K.M.ABDELLAH – MA)

В докладе описываются методы, используемые для процесса восстановления после сбоев кабелей в подводных маслонаполненных системах кабелей 400 кВ (OF), между Испанией и Марокко. Инцидент произошел в октябре 2016 г. и было повреждено два кабеля из семи. Место сбоя было определено, и были выполнены работы для предотвращения утечки масла и выполнения ремонта системы. Исходя из полученного опыта, предлагается, чтобы «Определение плана мер противодействия непредвиденным обстоятельствам», «Использование соответствующих ROV» и «Стратегии запасных частей» стали очень важными.

B1-117
«Ввод в эксплуатацию 420-кВ подводной линии Италия – Сицилия: результаты полевых испытаний»

(Commissioning of the Italy – Sicily 420 kV submarine link: field test results F.PALONE – IT, V.IULIANI – IT, M.REBOLINI – IT, A.VALANT – IT, L.BUONO - IT, A.MAZZA – IT)

В докладе рассматривались оптимальные условия для операций подключения подводной кабельной системы 420 кВ, между Италией и островом Сицилия, включающей новые XLPE кабели 420 кВ и существующие маслонаполненные кабели (OF). Выполнены исследования для определения характеристик перенапряжения и бросков тока во время операций коммутирования. Также выполнено моделирование рабочих режимов и расчеты, с использованием двух различных пакетов программного обеспечения, для сопоставления и повышения точности. На основании результатов сделано заключение, что оба пакета программ обеспечили эквивалентные результаты. Кроме того, выяснилось, что включение питания с итальянской стороны приводит к более низкому переключению напряжения и переключению контроллера точечной волны, что обеспечивает безопасность питания системы. Также подтверждается точность используемых моделей.

B1-118
«Метод расчёта допустимой токовой нагрузки глубоководных подводных кабелей переменного тока для ветровых электростанций»

(Ampacity calculation method for deeply buried wind farm AC submarine export cables D.VREE – NL)

В докладе представили метод расчета, использованный для подводного кабеля оффшорной ветровой электростанции. Данный метод был основан на существующих стандартах, таких как МЭК, и зачастую приводит к избыточным расчетным параметрам кабеля из-за колебания выходной мощности ветротурбин. Таким образом, целью данного доклада является обеспечение рационального метода, для расчета передаваемой мощности таких кабелей на основании простых параметров ветра. При помощи рассматриваемого метода, клиенты могут избежать долгосрочного сбора данных о ветре на площадке, и участники тендеров не должны выполнять сложных расчетов.

В предлагаемом методе, в течение определенного периода (например, трех лет), выполняется оценка тока предварительной нагрузки, соответствующей средней нагрузке. Затем при помощи динамической температурной модели, выполняется расчет времени, требуемого для достижения максимальной температуры. На основании анализа 50 случаев расчета, при использовании данного метода, был сделан вывод, что расчетный ток может быть увеличен более чем на 20%.

B1-119
«Извлечение старых маслонаполненных подводных кабелей в Осло-фьорде в 2016 - 2017 г.г.»

(Removal of old oil filled submarine cables in the Oslo fjord 2016/2017 E.TOMMELSTAD – NO)

В докладе описан проект демонтажа системы подводного OF кабеля 420 кВ, установленного во фьорде Осло в 1981 г. Выполнено большое количество исследований для успешной реализации данного проекта с учетом окружающей среды, а также ограничений движения судов и рыбной ловли в соответствующей зоне. Одним из важных аспектов было обеспечение минимального риска утечки масла и предотвращение проблем в отношении ОТ и ТБ. Для этих целей было заключено большое количество контрактов и реализованы процедуры по управлению рисками. Подготовительная работа была выполнена на берегу, в точке выхода на сушу и в морских условиях. Выполнена проверка характеристик кабеля для подтверждения возможности его переработки. Выполнено планирование и реализация работ по утилизации кабеля на берегу. Соответственно, порядка 65% общих затрат по проекту было компенсировано за счет прибыли от переработки материалов.

B1-120
«Подача электропитания на морскую нефтегазовую платформу Martin Linge»

(Energising the Martin Linge Offshore Oil and Gas Platform TYRBERG – SE, A.PERSBERG – SE, O.LIND – SE, N.G.VAN LUIJK – NO, L.MYJKLEBUST – NO, L.POPE – NO)

В докладе описан расчет, испытание и установка подводного кабеля, используемого для обеспечения питания морской нефтегазовой платформы Мартин Ланж. Линия питания платформы является самой длинной существующей линией передачи переменного тока. В 2017 году длина линии составляла 163 км. КЛ была рассчитана для обеспечения минимальной реактивной мощности посредством использования оптимизированного напряжения и размера проводника. Дополнительно, во время производства кабеля, был предусмотрен тщательный контроль толщины изоляции для подавления повышения мощности. Также выполнен расчет динамической кабельной системы. Предположено, что за период эксплуатации (30 лет) произойдет порядка 1,5 миллионов изгибов из-за волн. Для контроля прочности, выполнено испытание на изгиб с количеством изгибов до 2 миллионов.

B1-122
«Разработка кабельной системы высокого напряжения постоянного тока с изоляцией из сшитого полиэтилена для использования с преобразователями с питанием от источника напряжения (VSC) и преобразователями с линейной коммутацией (LCC)»

(Development of HVDC XLPE cable system for VSC and LCC S.B.LEE – KR, Y.H.KIM – KR, E.H.JUNG – KR, S.P.HONG – KR, D.S.CHO – KR, H.J.JUNG – KR, J.H.NAM – KR, S.H.SON – KR, I.H.LEE – KR, J.Y.KOO – KR, D.W.KIM – KR)

В докладе описывается история разработки HVDC XLPE систем в Корее. Разработка материала на основе наночастиц, для LCC эксплуатации. Данная работа была начата в 2010 г. Новейшим шагом стал поэтапный ввод в эксплуатацию системы 525 кВ. Системы 80 кВ и 250 кВ, изначально разрабатывались с использованием предлагаемого материала LCC эксплуатации (максимум 90 °C). Испытание качества питания выполнено для системы 320 кВ, для которой используются коммерчески доступные изоляционные материалы, для VSC эксплуатации (максимум 70 °C). В настоящее время разрабатывается система 525 кВ, для LCC и VSC эксплуатации.

B1-123
«Тестирование 320-кВ кабельной системы постоянного тока с экструдированной изоляцией на кратковременные перенапряжения с помощью очень длинной импульсной волны»

(Evaluation of 320 kV extruded DC cable system for temporary overvoltages by testing with very long impulse waveform T.KARMOKAR – SE)

В докладе представлены результаты исследования значений напряжения при условиях сбоя в симметричных однополярных и биполярных HVDC системах VSC типа. Результаты моделирования показывают, что в симметричной монополярной системе перенапряжение выше, а передний и задний фронт его волны длиннее по сравнению с волной стандартного импульса коммутации. Нет никаких доказательств того, что более длительные импульсы не охватываются существующими методами импульсных испытаний, однако для дальнейшего уточнения требуется больше исследований и испытаний.

B1-124
«Линия высокого напряжения постоянного тока Италия – Франция под названием Piedmont-Savoy: пример синергии между инфраструктурами энергосистем и автомагистралей»

(Italy-France HVDC interconnection named “Piedmont-Savoy”: an example of synergy between electric energy transmission and highway infrastructures R.DE ZAN – IT, R.BENATO – IT, S.DAMBONE SESSA – IT, M.PAZIENZA – IT, M.REBOLINI – IT)

В докладе представлена совместная работа оператора системы (TSO) и оператора автодороги, в рамках проекта HVDC соединения 320 кВ Италия-Франция. Для установки кабеля на путепроводах шоссе, стороны организовали интенсивные обсуждения с самого начала проекта. Было принято решение, что для кабелей освещения должны использоваться алюминиевые проводники. Кроме того, были выполнены исследования в отношении использования пантографа для компенсации термального расширения и сжатия кабелей. Предполагается, что данные методы будут полезны для подобных проектов в будущем.

B1-125
«Проект Johan Sverdrup, электроснабжение с берега»

(The Johan Sverdrup project, Power from shore K.JOHANNESSON – SE)

В докладе описывается проектирование подводного кабеля 80 кВ постоянного тока, для обеспечения питания нефтегазовой платформы Свердруп. Выполнено детальное исследование маршрута и метода установки кабеля на раннем этапе проекта. На основании результатов исследования был оптимизирован маршрут кабеля, и принято решение в отношении метода установки кабеля для каждой секции. Конструкция кабеля и размер проводника были выбраны на основании термальных и механических требований, для кабеля с передаваемой мощностью 100 МВт, длина маршрута 200 км, максимальная глубина 600 м. Данный процесс проектирования значительно снижает риск в процессе укладки кабеля и, соответственно, значительно снижает стоимость проекта.

B1-126
«Распределённое измерение температуры на кабельной системе высокого напряжения постоянного тока NorNed”

(Distributed Temperature Sensing on the NorNed HVDC Cable System Ø. GARVIK – NO)

В докладе представлены данные измерений температуры, собранные для HVDC соединения NorNed в течение двух лет, а также анализ этих данных. Температура, для первых 5–6 км кабелей, от терминала до подводной секции измерялась при помощи мониторинговой системы DTS с использованием оптоволокна, интегрированного в свинцовую оболочку кабелей. Измеренные значения температуры сравнивались с расчетами, выполненными в соответствии с МЭК 60287, с использованием параметров и предположений на этапе проектирования. Анализ выполнен для различных условий укладки. Разница между расчётной и измеренной температурой была максимальной для микро-туннелей, заполненных воздухом и водой. Это обусловлено главным образом тепловыми свойствами окружающего пространства, принятого в расчетах.

B1-127
«Разработка и квалификационная оценка кабельной системы с экструдированной изоляцией для проекта Xiamen ± 320 kV VSC-HVDC”

(Development and qualification of the extruded cable system for Xiamen ± 320 kV VSC-HVDC Project X. GU – CN)

В докладе описывается кабельная система ± 320 кВ VSC HVDC, эксплуатируемая в Китае с декабря 2015 года. В частности, рассматривается схема проекта, расчет кабелей и вспомогательных частей, предварительные испытания на соответствие техническим условиям, типовые испытания, заводские испытания, и испытания после установки. Длина линии передачи составляет 10,7 км, включая 6,2 км, установленных в туннеле. Максимальная строительная длина кабеля может быть увеличена до 1341 м, за счет использования специальных барабанов новой конструкции. Использование большой длины кабеля помогло сократить общее число соединений (до 16). Кабели с проводниками 1800 мм2 были рассчитаны для обеспечения максимальной температуры проводника 70 °C, допустимого тока нагрузки 1600 A, и номинальной мощности передачи 1 ГВт. Предварительные испытания на соответствие техническим условиям и типовые испытания были выполнены в соответствии с Технической брошюрой CIGRE 496. Выполнены дополнительные специальные испытания, включая измерения резистивного сопротивления полупроводникового экрана при 90°C, испытания на частичные разряды и т.д., в соответствии с соглашением между клиентом и производителем.

 

Обсуждение по Предпочтительной теме № 1


Доклады, представленные в рамках Предпочтительной темы № 1, включают:
1. Расчет, изготовление, установку и эксплуатацию новых кабельных систем;
2. Методы испытаний;
3. ОТ и ТБ и соответствующие аспекты;
4. Выводы, сделанные на основании новых проектов.

Более половины докладов, представленных на 47-ой Сессии, относятся к вопросам Предпочтительной темы 1, что четко указывает на рост активности в промышленной сфере, имеющей отношение к энергетическим кабелям.

На основании тем, относящихся к технологиям для новых проектов, и выводов, сделанных на основании каждого из проектов, был определен ряд новых аспектов:

во-первых, были рассмотрены новые схемы расчета подводных кабелей для ветрогенераторных станций с рациональной конструкцией, обеспечивающей большую мощность в амперах, включая обратную реакцию в виде измерения температуры подводных кабелей.
Дополнительно были разработаны соединения ответвлений для облегчения установки внутренних кабелей систем ветряных электростанций.
Кроме того, были выполнены практические исследования в отношении планирования проектов подземных и подводных кабелей, включая интенсивные исследования для устранения рисков и оптимизации систем.
Был рассмотрен опыт и предложены методы разработки, обеспечивающие более рациональные способы реализации для наиболее сложных проектов. Сюда относится опыт, полученный для подземных систем в густонаселенных городах с очень ограниченным пространством (с учетом ограничений по времени), HVDC проекта в высокогорных туннелях, и для альтернативного метода с использованием открытой траншеи на основании новой технологии бурения.
Данные исследования предполагают, что промышленность в сфере кабельных систем развивается в новых направлениях, в отношении которых отсутствует предыдущий опыт. Представленные доклады, в отношении методов испытания, фокусируются на подавлении перенапряжения, связанного с операциями коммутации, и оценке свойств системы по параметрам волн, что не выполнялось ранее. Выполнено моделирование схем для выполнения специального анализа определенных кабельных систем и обеспечения более реалистичной оценки. Представлен отчет в отношении эффективности измерений ЧР для испытаний на площадке.

Следует отметить, что было представлено большое количество докладов, в отношении аспектов ОТ и ТБ. Данные доклады включают широкий спектр аналитических оценок, выполненных на основании определения магнитного поля, а также методы устранения магнитного поля, исследования наведенного напряжения схем экранов и методы для предотвращения разряда из-за наведенного напряжения, а также опыт демонтажа системы подводного кабеля с масляным заполнением, с оптимизацией риска для каждой части проекта и уменьшения риска для окружающей среды. В данных окладах прослеживается четкая тенденция к тому, что промышленность в сфере кабельных систем уделяет существенное внимание данным типам социального интереса и обеспечению соответствия данным аспектам.

HVDC кабельные системы и их развитие является очень актуальной темой, но относительно новой в истории кабельных систем. С другой стороны, также важное значение имеют перспективы в отношении более старых и установившихся технологий. Представлен доклад, рассматривающий сокращение времени вне эксплуатации во время ремонтных работ с существующими системами. В данном отчете также рассматривается риск доступности существующих технологий в будущем и ближайшем будущем, и проблемы в отношении передачи данных технологий инженерам следующих поколений. Этот вопрос особенно серьезен и важен для OF кабелей. Таким образом, важно определить долгосрочные стратегии решения данных проблем.

Расширение кабельных систем в рамках будущих проектов, вероятно, будет предусматривать проблемы, с которыми не приходилось сталкиваться ранее. Недавно с кабельными системами стали возникать существенные проблемы. Эти аспекты исследуются в настоящее время Рабочей группой B1.54. Данные обстоятельства, вероятно, будут обуславливать дальнейшее техническое развитие.

2.    Предпочтительная тема № 2
Наиболее эффективное использование существующих подземных и подводных кабельных систем переменного и постоянного тока
Best Use of Existing Underground and Submarine AC and DC Cable Systems
По данной предпочтительной теме было представлено 8 докладов


B1-201
Разработка системы оперативной обработки данных для обнаружения частичных разрядов в подземном кабеле сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена

(A development of on-line system for detecting partial discharge of underground extra high voltage XLPE cable J.H.LEE – KR, D.J.WOO – KR, D.H.KIM – KR, Y.J.MYONG – KR, Y.S.SONG – KR)

В докладе описана разработка онлайн системы определения ЧР. Система организуется с использованием терминалов ВЧ связи: основное устройство и локальные зависимые устройства, соединенные при помощи оптоволокна. Внешний шум для локального устройства устраняется при помощи метода формирования импульса частоты. Снижение сигнала шума более чем на 80% было обеспечено при помощи использования сигнала 40960. Метод определения времени прибытия сигнала был использован для определения места ЧР при помощи определения разницы между временем прибытия импульсов ЧР. Точность метода определена на уровне ± 5 м. Кроме того, был разработан метод автоматической диагностики ЧР. При помощи осциллографа определено четыре типовых диаграммы ЧР, генерируемого в XLPE кабельных системах. Выполнена автоматическая оценка схожих аспектов ЧР сигнала. Дополнительно, выполнена оценка определенной системы ЧР при помощи испытаний на площадке для линии XLPE кабеля 345 кВ в Южной Корее.

B1-202
Исследование возникающих самоустраняющихся повреждений в распределительных кабелях при помощи системы мониторинга качества электроэнергии и обнаружения частичных разрядов в режиме реального времени

(Investigation on the Incipient Self-clearing Faults in Distribution Cables by Power Quality Monitoring System and Online PD Detection B.HONGYAN – SG)

Докладом рассматриваются медленно развивающиеся сбои с автоматическим сбросом, которые могут иногда возникать перед окончательным сбоем для систем подземного распределительного XLPE кабеля. Данные сбои возникают по причине накапливания влаги на соединениях кабеля. В докладе описаны выявленные данные в отношении медленно развивающихся сбоев, определяемых при помощи систем мониторинга качества питания (PQMS) для замкнутых систем 22 кВ, а также описывается практический опыт предотвращения сбоев. В частности, когда PQMS регистрировали нерегулярную волну, которая может обуславливаться медленно развивающимся сбоем, для определения точки сбоя использовалось измерение частичного разряда и измерение коэффициента отражения методом наблюдения за формой (TDR). Кроме того, анализ точек воздействия позволил понять ключевую проблему данного явления.

B1-203
«Бельгийский опыт разработки и установки средств мониторинга в режиме реального времени на 380-кВ кабельной системе переменного тока»

(Belgian experience with the design and installation of online monitoring techniques on a 380 kV A.C. cable system P.LEEMANS – BE)

В докладе рассматривается новое высоковольтное соединение 380 кВ, построенное в Бельгии в 2016–2017 г.г. Для данного соединения установлено четыре схемы подземных систем кабеля 380 кВ длиной 10 км. С учетом важности данного соединения для сети Бельгии, необходимость систем мониторинга состояния была очень высокой. В докладе описывается конструкция и установка системы мониторинга ЧР и система мониторинга DTS/RTTR, используемая для кабельных систем. Датчики ЧР (HFCT) были установлены на каждой из 24 концевых частей и 132 соединения непрерывно измеряли активность ЧР. Во время ввода в эксплуатацию кабельных систем, ЧР сигналы не были определены ни одним из 156 датчиков. Кроме того, DTS/RTTR система обеспечивает полезную для оператора системы информацию об условиях нагрузки кабелей.

B1-204
«Повышение характеристик пожаробезопасности проложенных изолированных кабелей высокого напряжения при помощи наложения специальной ленты на месте эксплуатации»

(Fire performance upgrade of installed HV insulated cables through special on-site taping BALZA – ES, D.CALVERAS – ES, N.GENERÓ – ES, S.PARÉS – ES, G.DENCHE – ES, G.DONOSO – ES, I.ENRIQUEZ – ES)

В докладе описывается специальный метод применения обмотки лентой для повышения устойчивости к воспламенению существующих кабелей на подстанции и в соседних зданиях в Испании. До середины 2000-х годов для этих целей широко использовалась вспучивающаяся противопожарная краска. Тем не менее, слой краски растрескивался через несколько лет из-за термальных колебаний кабеля и генерировал густой дым при горении. По этим причинам были разработаны новые огнестойкие материалы для обеспечения соответствия параметрам защиты от воспламенения и низкой плотности дыма для обеспечения соответствия требованиям МЭК 60332-3-23 и МЭК 61034 соответственно. Так, для внешней оболочки высоковольтных силовых кабелей недавно использовались галоген-безопасные пожароустойчивые материалы (HFFR). В данном исследовании было предложено использование экструдированной ПЭ ленты с керамизированным компонентом. Было продемонстрировано, что применение снаружи оптоволоконной ленты для ПЭ ленты может обеспечить соответствие данным требованиям.

B1-205
Мероприятия по предотвращению повреждений и возгораний маслонаполненных кабелей с центральным маслопроводящим каналом (SCOF)

(Initiatives in prevention measures against SCOF cable faults and fires K.IWASAKI – JP)

В докладе рассмотрена стратегия для обеспечения надежности старых маслонаполненных кабельных линий. В Японии существует 4000 км старых маслонаполненных кабельных линий. Периодически для диагностики соединений выполнялся анализ растворенных газов (АРГ). Тем не менее, по-прежнему возникают сбои в кабелях. Таким образом, для энергетических компания Японии по-прежнему требуются более эффективные методы обслуживания. Для обеспечения данной потребности был предпринят ряд усилий. Данные подходы включают следующее: рассмотрение критериев определения результатов АРГ на основании сотен комплектов данных, полученных для демонтированных соединений и выполнения АРГ, новые методы анализа паттернов, использование метода опорных векторов, диагностика разрушения по тангенс-дельте на основании концентрации медной составляющей в изолирующем масле, измеряемая при помощи метода индуктивно связанной плазмы, и диагностика ЧР на основании результатов экспериментов с явлениями ЧР при различных условиях разрушения масляной изоляции. Кроме того, для предотвращения инцидентов с воспламенением при коротком замыкании на землю, для установленных в туннеле маслонаполненных кабелей использовался фиброармированный пластик (ФАП) с укрыванием арамидным волокном и разделение схем при помощи ФАП-панели.

B1-206
«Термоэлектрический эквивалент подводной кабельной системы для ветровых электростанций – разработка модели и подтверждение её обоснованности»

(Thermo-Electrical Equivalent of Submarine Export Cable System in Wind Farms – Model Development and Validation T.SARTO – DK)

В докладе рассматривается проектирование кабелей для вывода мощности с ветряных электростанций. Несмотря на то, что расчет выполняется для устойчивого состояния с полной нагрузкой, большинство кабелей никогда не эксплуатируются при предельных расчетных параметрах с учетом промежуточной нагрузки и расчетных материалов. Таким образом, оценка температуры кабеля может помочь оптимизировать кабельные системы. В докладе представлен аналитический подход для оценки температуры кабеля на основании скорости ветра, кривой мощности парка ветротурбин, и термальной модели кабеля. Разработанная линейная модель является эквивалентной термоэлектрической моделью кабеля, обеспечивающей быстрое выполнение расчетов. Анализ достоверности продемонстрировал достаточную точность оценок, полученных с использованием данной модели.

B1-207
«Новый подход к оценке вероятности возникновения повреждения подводных кабелей независимой сторонней организацией»

(New Approach to Third Party Damage Probability Assessment for Submarine Cables CHR. FREITAG – DE, A.FOSTER – GB, L.MACNAY – GB)

В докладе описывается метод оценки вероятности отказа оборудования третьей стороны (TPDP) для подводных кабелей оффшорных ветряных электростанций. Основная опасность с учетом аспекта оборудования третьей стороны возникает из-за якорей судов (включая протягивание якоря и аварийные якоря) и рыболовного оборудования. Для разработки методологии был выполнен анализ различных данных (таких как навигационные данные судов, типов и категорий размеров судов, частота отказов якорей, частота отказов двигателей, данных рыболовного оборудования и т.д.). Для оценки вероятности повреждения кабеля с учетом частоты контакта, по данным причинам было использовано программное обеспечение. Дополнительно, пример оценки выполнялся для кабеля, проложенного на небольшой глубине. Результаты показали, что разработанный метод может использоваться для оценки TPDP в соответствии с изменением условий кабеля.

B1-208
«Технико-экономическое обоснование применимости существующих соединительных муфт кабелей переменного тока в условиях эксплуатации при постоянном токе»

(Feasibility evaluation of existing AC cable joints under DC operating conditions A.LEWARKAR – NL)

В докладе рассматривается новая идея преобразования существующих кабельных систем переменного тока в системы среднего напряжения постоянного тока (MVDC), для передачи возобновляемой энергии. Выполнено компьютерное моделирование определения неясных параметров систем изоляции постоянного тока. Выполнен анализ электрического тока для кабельной системы 12/20 кВ, включая соединение из жидкого силикона. Расчеты показали, что распределение поля в системах постоянного тока является обратным по сравнению с распределением в системе переменного тока. Максимальное поле для изоляции из жидкого силикона по сравнению с XLPE изоляцией смещается на значение выше 15 кВ постоянного тока, но по-прежнему сохраняется на уровне достаточно ниже уровня пробоя жидкого силикона. Данное исследование было выполнено как одна из процедур проектирования. Также необходимо учитывать долгосрочность эксплуатации на площадке и параметры зарядки пространства, что будет оказывать значительное влияние на свойства изоляции постоянного тока. Разработка PEA метода для жидкой изоляции продолжается.

 

2.2    Обсуждение по Предпочтительной теме № 2


Доклады, представленные для по Предпочтительной теме № 2, рассматривают различные темы, относящиеся к более эффективному использованию существующих кабельных систем.

В рамках данной темы часто обсуждались аспекты увеличения эффективности существующих методов мониторинга. На этот раз было исследовано явление деградации маслонаполненных кабелей, которая не может быть определена при помощи существующих методов (таких как тангенс-дельта тест и АРГ), и были разработаны инновационные методы диагностики, основанные на физико-химических исследованиях. Предполагается, что использование такого научного подхода в будущем будет только расширяться.

Для сетей распределения разработана новая схема с целью предотвращения сбоев заземления за счет определения «самостоятельно сбрасываемых сбоев». Другой доклад продемонстрировал, что температура кабеля может точно рассчитываться для ветряных электростанций на основании данных ветра соответствующей территории. Для данных исследований шире используются «активные» (а не пассивные) методы мониторинга систем по сравнению с существующими технологиями.

Кабельные системы обычно создаются в крупном масштабе, что требует более точных методов реализации новых функций для существующих систем. По данной теме было представлено два доклада, описывающие повышение эффективности параметров устойчивости к воспламенению и преобразованию существующих систем среднего напряжения переменного тока (MVAC) в системы среднего напряжения постоянного тока (MVDC). Предлагаемые решения являются рациональными, но большое число аспектов по-прежнему должно быть рассмотрено и проверено, поскольку потребуется организовать и/или изменить существующую систему с продолжительной историей эксплуатации.

Дополнительно, были представлены данные в отношении метода для оценки риска повреждения подводного кабеля со стороны третьих сторон на основании информации о движении судов и маршрутах кабеля. Для данного подхода используется новая информация, которая обычно не рассматривается при управлении системами подводных кабелей. Это предполагает, что новые схемы управления должны развиваться на основании более широкого спектра данных.

Данные доклады и обсуждения представляют наши ожидания в отношении дальнейшего развития методов диагностики и стратегий управления кабельными системами. В прошлом в данной отрасли промышленности редко использовались экономичные стратегии инвестирования, а также методы диагностики и мониторинга на основании новых параметров и информации, но в ближайшие годы предполагается повышение их важности.

 

3.    Предпочтительная тема № 3
Подземные и подводные кабельные системы переменного и постоянного тока в сети будущего
(AC and DC Underground and Submarine Cable Systems in the Network of the Future)

По данной предпочтительной теме было представлено 10 докладов.

3.1    Доклады по Предпочтительной теме № 3


B1-301
«О возможности использования высокотемпературных сверхпроводящих кабелей создании межсетевых соединений большой протяжённости»

(On the possibility of using HTSC cable lines in creation of long-distance interconnections V.E. SYTNIKOV – RU, V.RYABIN – RU, S.YAMGUCHI – JP, Y.IVANOV – RU)

В докладе представлен отчет в отношении параметров HTS кабельных систем длиной 1 км и 2,5 км в Ишикари (Япония) и Санкт-Петербурге (Россия). В процессе испытаний было выполнено исследование конструкции кабеля и схемы расположения криостатных труб с точки зрения потери давления жидкого азота и передачи тепла в кабель. На основании результатов было выполнено исследование возможности реализации длинных HTS систем кабелей передачи электроэнергии. Было сделано заключение, что передача электроэнергии на уровне МВт с напряжением 200 кВ или ниже является реалистичной и, что расстояние может быть увеличено за счет включения промежуточных станций охлаждения с интервалом 20–60 км.

B1-302
«Силовой кабель на напряжение 22,9 кВ с изоляцией из полипропилена»

(22.9 kV Polypropylene Insulated Power Cable with Soft Polypropylene S.M.CHANG – KR, B.C.MUN – KR, S.H.LEE – KR, J.H.KIM – KR)

В докладе оцениваются силовые кабели с полипропиленовой изоляцией (ПП), обеспечивающие возможность эксплуатации при более высокой температуре, чем кабели с XLPE изоляцией, но их применение ограничено из-за их высокой жесткости и низкой устойчивости к ударному воздействию, в особенности при низких температурах. Были разработаны новые кабели с ПП изоляцией с использованием усовершенствованного материала, полученного посредством сополимеризации. Силовые кабели 22,9 кВ с ПП изоляцией были изготовлены при помощи данного метода, и была выполнена оценка их термальных, механических, электрических свойств и свойств старения. Результаты подтвердили эффективность параметров, и в настоящее время реализуется национальный проект по разработке кабельной системы 154 кВ с ПП изоляцией.

B1-303
«Первый в мире коммерческий проект создания сверхпроводящей кабельной системы в Корее»

(World First Commercial Project for Superconducting Cable System in Korea C.KOO – KR, Y.J.WON – KR, J.G.JEON – KR, N.Y.PAIK – KR, K.T.KIM – KR, C.H.RYU – KR, J.B.NA – KR)

В докладе описывается коммерческий проект по строительству сверхпроводящей кабельной системы в Корее. Сверхпроводящая кабельная система переменного тока 50 МВА с тремя сердечниками длиной 1 км, включая два комплекта соединений и два комплекта внешних концевых элементов, будет установлена в действительной сети для замены стандартной кабельной сети 154 кВ переменного тока. Для поддержания стабильной рабочей температуры предусматривается одна основная система охлаждения 10 кВт и вторая в качестве резерва. Данные проект реализуется на основании большого количества исследований и разработок, выполненных за период 20 лет. Предполагается, что в будущем сверхпроводящие системы кабелей, такие как разрабатываемые для данного проекта, сократят необходимость использования высоковольтных подстанций и трансформаторов в городских зонах.

B1-304
«Разработка и испытания первого серийно произведенного 500-кВ подводного силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена»

(Design and tests of the first commercialized 500 kV XLPE insulated submarine power cable L.SUN – CN)

В докладе представлен отчет в отношении проектирования и испытания подводного кабеля 500 кВ XLPE с передаваемой мощностью 1100 МВт. Длина маршрута подводного кабеля составила 17,7 км. и максимальная глубина 50 м. Медная оплетка выбрана на основании расчетов допустимой токовой нагрузки на кабель в Амперах, анализа сил кабеля и проектных требований. Размер проводника 1800 мм2 выбран на основании расчетов допустимой нагрузки в Амперах для различных режимов укладки кабеля. Заводские соединения были разработаны с использованием сверхчистых материалов и при помощи усовершенствованной технологии экструдирования на площадке. Предварительные испытания на соответствие техническим условиям и типовые испытания выполнены в соответствии с рекомендациями CIGRE и стандартами МЭК. Система прошла испытание напряжением на площадке, выполненное для 1,7U0 (60 мин) с использованием резонансных трансформаторов частоты.

B1-305
«Инновационная локализация повреждения и ремонт подводных силовых кабелей на морском дне»

(Innovative Fault Location and Repair of Submarine Power Cables on the Seabed P.O'ROURKE – IE)

В докладе описывается повышение эффективности существующего метода определения положения сбоев и ремонт подводных силовых кабелей. Ремонт подводных кабелей выполняется посредством разрезания кабеля на морском дне и подъема концевых частей на судно на поверхности моря, их соединения с новой секцией кабеля и возврата на дно моря. Для этого обычно требуется значительное количество времени и предполагаются большие затраты. В докладе представлен отчет в отношении разработки и применения новых методов для определения мест сбоев и ремонта подводных энергетических кабелей на дне моря. Определение места расположения сбоя выполнялось при помощи распределенного изменения температуры (DTS) или распределенного измерения вибрации (DVS). Ремонт кабеля выполнялся ныряльщиками в море с использованием новой подводной системы, создающей сухую среду вокруг точки сбоя и облегчающую выполнение ремонта внутри нее. Ремонт кабеля возврата в 2014 г. и ремонт подводного кабеля 24 кВ переменного тока с тремя сердечниками в 2016 г. было успешно выполнено при помощи данного метода.

B1-306
«Потери в броне трёхжильных подводных кабелей – измерения волнового сопротивления кабеля и проницаемости проволочной брони»

Armour Loss in Three Core Submarine Cables – Measurements of Cable Impedance and Armour Wire Permeability R.STØLAN – NO

В докладе описывается потери в брони в подводных кабелях с тремя жилами. Измерения полного сопротивления выполнены для двух типов кабелей с тремя жилами, и полученные результаты показали, что сопротивление данных кабелей зависит от типа и числа проводов. Измерение проницаемости выполнено для трех сортов магнитного провода. Определена незначительная зависимость магнитного поля от проницаемости для кабелей с проволокой для армирования более высокого сорта, проницаемость для реальных и предполагаемых частей составляла 20–30 % от проницаемости для проводов с армированием из проволоки низкого сорта. Коэффициенты потерь рассчитывались на основе данных измерений и сравнивались со значениями на основании МЭК 60287; экспериментально измеренный и рассчитанный коэффициент потерь для оплетки λ2, составил порядка 10% от значения, основанного на стандарте МЭК. Кроме того, выявлено, что коэффициент потерь зависит от шага и материала армирования. Таким образом, сделано заключение, что потери передачи или размер проводника могут значительно уменьшены за счет соответствующей конструкции и использования более эффективных материалов.

B1-307
«Современные и будущие области применения кабелей с изоляционной системой HPTE на основе термопластичных материалов»

“Current and future applications of HPTE insulated cables Systems A.BAREGGI – IT, P.BOFFI – IT, S.CHINOSI – IT, S.FRANCHI BONONI – IT, L.GUIZZO – IT, G.LAVECCHIA – IT, M.MARZINOTTO – IT, G.MAZZANTI – IT, G.POZZATI – IT”

В докладе описывается развитие кабельных систем с HPTE изоляцией из материала на основе полипропилена (ПП). HPTE обеспечивает преимущества, не требуя дегазации, поскольку не используется перекрестное скрещивание, простоту фильтрации материала, и возможность полной переработки. Данный материал использовался для системы переменного тока 150 кВ высоковольтного класса. Для экструдированных HVDC кабельных систем основной проблемой является зарядка пространства. Многие страны пытаются решить эту проблему. Предполагается, что HPTE без перекрестного скрещивания помогает решить данную проблему. Для кабеля и вспомогательных частей выполнено типовое испытание CIGRE для LCC схемы 320 кВ и продолжительное испытание на выдерживание обратной полярности постоянного тока 350 кВ. Результаты продемонстрировали эффективность параметров. Определены многочисленные аспекты повышения эффективности и было успешно выполнено типовое испытание VSC схемы 600 кВ постоянного тока при температуре проводника 90 °C. Предполагается, что данная технология в будущем будет использоваться для передачи электроэнергии высокой мощности.

B1-308
«Предварительное испытание на соответствие техническим условиям 525 кВ подземных кабелей высокого напряжения постоянного тока с экструдированной изоляцией»

(Prequalification Test of Extruded HVDC 525-kV-Underground Cables ST.POEHLER – DE, J.BRUEGGMANN – DE, D.THIELE – DE, F.MARTIN – DE, C.KUHN – DE, T.SCHRANK – DE, J.CHRISTIAN – DE, M.SCHULTHEISS – DE)

В докладе описывается процесс предварительных испытаний на соответствие техническим требованиям, организованных TSO Германии для систем наземного экструдированного HVDC кабеля 525 кВ, которые пользуются спросом для выполнения взаимных соединений в Германии. Системы 525 кВ сокращают потери мощности и полосу землеотвода для установки кабеля по сравнению с системами 320 кВ. TSO Германии требуют выполнения предварительных испытаний на соответствие техническим требованиям, которые несколько отличаются от положений Технической брошюры CIGRE 496 для кабельных систем. Предварительные испытания на соответствие техническим требованиям пяти испытательных схем от четырех производителей были выполнены в 2017 году, и итоговые испытания будут завершены к концу 2018 году.

B1-309
«Полностью сертифицированная 640 кВ подземная кабельная система постоянного тока с экструдированной изоляцией»

Fully qualified 640 kV underground extruded DC cable system N.JEROENSE – SE

В докладе представлен отчет в отношении разработки HVDC кабелей 640 кВ с XLPE изоляцией, и их арматуры для наземного применения. Они основаны на той же технологической платформе, что и системы 525 кВ. Было подтверждено, что изоляция кабеля обладает достаточным резистивным сопротивлением даже при более высоком уровне электрического поля при предварительных испытаниях на соответствие техническим требованиям и условиях типовых испытаний. В качестве промежуточных соединений использовались готовые соединения с нелинейной технологией дифференцирования поля. Концевой элемент был разработан на основе HVDC втулок и ноу-хау. Выявлено, что кабельная система 640 кВ постоянного тока может передавать приблизительно на 20% больше мощности, чем система 525 кВ, и может передавать до 3 ГВт через одну пару кабелей.

B1-310
«Электромагнитные помехи в параллельных кабельных цепях высокого напряжения постоянного тока»

Electromagnetic Interference in Parallel HVDC Cable Circuits R. STØLAND – NO

В докладе описываются электромагнитные помехи в параллельных схемах HVDC кабелей. Взаимная индукция может вызывать более высокие переходные перенапряжения, что требует специальных мер для обеспечения безопасности рабочих на площадке. Наведенное напряжение во время сбоев рассчитано для соединения NorNed 450 кВ и соединения Nordlink 525 кВ, которые идут частично параллельно, с использованием EMTP-RV. Результаты показали, что наведенное напряжение составило от 100 В до более 300 В. Тем не менее, при выполнении ремонтных работ, может предполагаться индукционное напряжение 25 кВ, если армирование провода было демонтировано, и использовались незаземленные экраны при незначительном заглублении. Результаты показывают, что взаимная индукция между параллельными схемами HVDC кабелей может обеспечивать значительные наведенные напряжения, которые должны рассматриваться для будущих проектов. Данная работа находится на этапе выполнения и должны быть выполнены дополнительные действия дальнейшей проверки повышенной надежности.


3.2    Обсуждение Предпочтительной темы № 3


Доклады, представленные по Предпочтительной теме № 3, относятся к сверхпроводящим кабелям, HVDC кабелям повышенного напряжения, новым изолирующим материалам, и аспектам, имеющим отношение к подводным кабелям.

В двух докладах рассматриваются сверхпроводящие системы. Обе системы прошли этап основного проектирования и пилотные исследования, был начат этап коммерческого проекта и технико-экономическое обоснование проектов большой длины.

В двух докладах описаны новые кабели с использованием материала на основе полипропилена (ПП), применяемого в качестве альтернативы XLPE. Тем не менее, разработка новых изолирующих материалов для кабельных систем является сложной задачей, поскольку данное применение требует долгосрочной надежности. Данные действия определяют дальнейшие направления развития новых изолирующих материалов.

Ранее считалось, что ремонт кабеля под водой является достаточно сложной задачей. Тем не менее, по данной теме представлен один доклад, представляющий различные возможности использования технологий изолированного кабеля в будущем.

В течение последних лет соответствующая оценка потери армирования и оптимальная конструкция подводных кабелей представляла общий интерес, и для решения данной проблемы использовались научные расчеты. Это также является вопросом исследования электромагнитных помех. Данная практика обеспечивает более рациональные методы проектирования. Соответственно, дальнейшие разработки в данной сфере широко приветствуются.

Задачи, связанные с более высоким напряжением кабелей переменного и постоянного тока, являются значимыми для истории технического развития кабельных систем. Данные методы также используются для разработки HVDC кабельных систем, и применение экструдированных HVDC кабелей 525 кВ и 640 кВ соответствует реальности. Рабочие группы B1.62 и B1.66 были организованы для исследования схемы испытания до 800 кВ постоянного тока, и данные разработки помогут в реализации технологий передачи все более высокой мощности с использованием систем изолированных кабелей.

Для сетей кабельных систем в будущем предполагаются более высокие параметры, значительно превосходящие параметры современных технологий. Все представленные доклады демонстрируют интенсивное выполнение работ, необходимых для реализации этих задач. С другой стороны, данные новые технологии еще предстоит интенсивно применять на площадке. Таким образом, в ближайшее время необходимо разработать методы для оценки долгосрочной стабильности.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно