Справочник по проектированию электрических сетей
Шрифт:
Таблица 3.20
Таблица 3.21
Окончание табл. 3.21
Таблица 3.22
Окончание
3.2. Кабельные линии
Общая протяженность КЛ напряжением 110 кВ и выше в России по состоянию на начало 2010 г. составила около 1580 км (по цепям).
Кабельные линии 110 и 220 кВ в отечественной практике нашли применение при построении сети крупнейших городов, в схемах электроснабжения химических, нефтеперерабатывающих, металлургических, автомобильных и других промышленных предприятий, выдачи мощности электростанций, преодоления водных преград и в других случаях.
В схемах электрических сетей с использованием КЛ 110–220 кВ получили распространение радиальные и цепочечные схемы построения сети.
В мировой практике в 1970-1980-е гг. прошлого столетия использование кабелей 220 кВ и выше переменного и постоянного тока было связано преимущественно с преодолением водных преград (реки, проливы). В последние годы наряду с этим все более широкое применение получают кабельные прокладки сверхвысокого напряжения (СВН) при организации глубоких вводов в центральные районы крупнейших городов. Помимо надежного электроснабжения КЛ СВН обеспечивают максимальное сохранение окружающей среды и позволяют избежать строительства ВЛ на территории городов.
Совершенствование конструкции и технологии изготовления позволило создать более совершенные кабели традиционного типа и активно вести новые разработки. В настоящее время европейскими производителями кабельной продукции разработаны, испытаны и созданы промышленные образцы кабеля СВН рекордной пропускной способности напряжением:
до 1000 кВ маслонаполненные с поперечным сечением токоведущей части 2500 мм2, пропускная способность 3 млн кВт;
до 500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена с поперечным сечением токоведущей части 2500 мм2, пропускная способность 1,9 млн кВт.
В ряде стран разрабатываются КЛ повышенной пропускной способности на базе использования явления сверхпроводимости.
Указанные работы в настоящее время не вышли из стадии опытно-промышленных разработок. Принципиально КЛ состоит из трех компонентов: криогенный кабель, рефрижираторное и вспомогательное оборудование и концевые устройства (токовводы). Для охлаждения токоведущих элементов КЛ до криогенных температур (меньше 120 K) в качестве хладагентов используются сжиженные газы (гелий в жидком или сверхкритическом состоянии и др.), а в качестве материала токопроводящих жил — ниобий и другие материалы. Пропускная способность криогенной КЛ переменного тока при напряжениях 110–500 кВ оценивается величинами соответственно 2,5–5,4 ГВА.
В 2004 г. в США был завершен проект по созданию участка (350 м) высокотемпературной сверхпроводящей кабельной линии. Полученный жидкий криоген с температурой -321 °F прокачивается через КЛ.
3.2.1. Основные типы и марки кабелей
Основные типы силовых кабелей напряжением 6—10 кВ и выше приведены в табл. 3.23, стандартные сечения кабелей — в табл. 3.24— 3.26. Обозначения марок кабелей приведены ниже.
Таблица 3.23
Таблица 3.24
Окончание
Таблица 3.25
Таблица 3.26
В настоящее время применяют, как правило, кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке. Применение кабелей с медными жилами требует специального обоснования. Для КЛ, прокладываемых в земле и воде, применяют бронированные кабели. Применение кабелей в свинцовой оболочке предусматривается для прокладки подводных линий, в шахтах, опасных по газу и пыли, для прокладки в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях при невозможности использовать кабели в алюминиевых или пластмассовых оболочках их замена на кабели в свинцовых оболочках требует специального обоснования.
В последние годы в сетях зарубежных энергосистем получили широкое распространение кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (российское обозначение СПЭ, английское — XLPE). Кабели среднего напряжения из сшитого полиэтилена занимают 80–85 % рынка в США и Канаде, 95 % — в Германии и Дании, 100 % — в Японии, Финляндии, Швеции и Франции. Основные достоинства кабелей со СПЭ-изоляцией:
изготавливаются на напряжение до 500 кВ;
срок службы кабелей составляет не менее 30 лет;
пропускная способность в зависимости от условий прокладки на 15–30 % выше, чем у кабелей с бумажной или маслонаполненной изоляцией, так как кабели со СПЭ-изоляцией рассчитаны на длительную работу при температуре жилы 90 °C, а их бумажно-масляные аналоги допускают нагрев до 70 °C;
отвечают экологическим требованиям;
прокладка и монтаж меньше зависят от погоды и могут проводиться даже при температуре -20 °C;
значительно дешевле и проще становятся обслуживание и ремонт при механических повреждениях, существенно легче выполняются прокладка и монтаж соединительных муфт и концевых заделок в полевых условиях;
возможность прокладки по трассе с неограниченной разницей уровней;
меньший вес и допустимый радиус изгиба; большая строительная длина
В РФ кабели со СПЭ-изоляцией изготовляются в ОАО «Севкабель», «Москабель» и др.
Для кабелей с нормально пропитанной бумажной изоляцией наибольшая допустимая разность уровней между точками прокладки приведена в табл. 3.27. Разность уровней для кабелей с нестекающей пропиткой, пластмассовой и резиновой изоляцией не ограничивается. Максимальная возможная разность уровней в маслонаполненных КЛ низкого давления составляет 20–25 м. Для кабелей высокого давления (в стальных трубах) возможная разность уровней между стопорными муфтами определяется минимально допустимым снижением давления масла в трубопроводе до 1,2 МПа. Нормальное давление масла принимается равным (1,5 ± 2 %) МПа, максимальное — согласовывается с заводом-изготовителем.