Исследование особенностей кабеля из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ и разработка мероприятий по их применению

1. Исследование особенностей кабеля из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ и разработка мероприятий по их применению.

Студент:
Корчагин Дмитрий Вадимович
Научный руководитель:
Хевсуриани Иван Михайлович
Москва 2017

2. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Актуальность темы: В настоящее время актуален вопрос внедрения в
России кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Наибольшее
распространение получили кабели одножильного исполнения. На
сегодняшний день ни один государственный норматив не предусматривает
расчет сечения токопроводящих жил кабелей с изоляцией из сшитого
полиэтилена, учет возможности применения способов заземления с
отсутствием токов в экране кабеля.
Виды систем
заземления экранов
Замкнутая
(с двух сторон)
2
Транспозиция
Разомкнутая
(с одной стороны)

3. Замкнутая система заземления экранов:

Заземление экрана производится с двух сторон. В экране образуется ток, который
вызывает дополнительные потери мощности в экране.
IЭ
IЖ
2s
X 0 ln
2 , где
2 d э
RЭ
1
X
A
Ток в экране зависит от:
- тока в жиле Iж,
B
-
активного сопротивления
экрана Rэ,
C
- диаметра кабеля по экрану dэ,
- Расстояния между
фазными кабелями s.
3

4. Разомкнутая система заземления экранов (одностороннее заземление):

Заземление экрана производится только с одной стороны. В экране отсутствует ток,
но на разомкнутом конце образуется наведенный потенциал, который может быть
опасен.
A
B
C
Схема концевой коробки
с ОПН
4

5.

Транспозиция экранов:
Представляет собой смену положения экранов между фазными кабелями вдоль всей
трассы минимум в двух точках на одинаковых расстояниях.
A
B
C
Камера транспозиции
5

6. Исследование КЛ ПС «МЕЧЕЛ» – РТП 18

Исследование проводится на уже введенной в эксплуатацию кабельной линии и
заключается в применении двух разработанных методик по выбору кабельных
линий и их системы заземления, это работы Дмитриева М.В. «Заземление экранов
однофазных силовых кабелей 6-500 кВ» и Быстрова А.В. «Методика выбора
системы заземления экранов однофазных силовых кабелей».
6

7. Результаты исследования

Кабель выбранный по параметрам сети
Кабель в эксплуатации
2хАПвПуг 1х300/70 -10
Длина трассы – 5000 м.
Стоимость потерь в экранах за год при
«замкнутой» системе заземления экранов –
208109,64
Стоимость потерь энергии в экранах трех
фаз за 40 лет эксплуатации кабеля –
8324385,6 руб.
Стоимость затрат на выполнение
«разомкнутой» системы заземления
экранов для одной КЛ – 191000 руб.
Срок окупаемости – 11 месяцев
2хАПвПуг 1х300/50 -10
Длина трассы – 5000 м.
Стоимость потерь в экранах за год при
«замкнутой» системе заземления экранов 152897,3
Стоимость потерь энергии в экранах трех
фаз за 40 лет эксплуатации кабеля –
6115892 руб.
Стоимость затрат на выполнение
«разомкнутой» системы заземления
экранов для одной КЛ – 191000 руб.
Срок окупаемости – 15 месяцев
При проектировании действующей КЛ в проекте была допущена ошибка. Не было
произведено проверки сечения экрана по термической стойкости. Расчёт на основе
методик Дмитриева М.В. и Быстрова А.В. показал, что борьба с потерями будет
выгодна в любом случае, а именно выбор одностороннего заземления экранов.
7

8. Мероприятия по применению СПЭ-кабелей

Мероприятия по применению СПЭкабелей
Анализ
Проектирование
новой кабельной линии
Постановка задачи
кабельной линии в
эксплуатации
Составление
Составление
исходных данных
исходных данных
Расчёт по методике
Быстрова А.В.
Применение второго
Выбор
токопроводящей
экономического критерия
Дмитриева М.В.
жилы
Выбор кабелей
Выбор
сечения экрана
Выбор системы
заземления на основе
используемой методики
8

9. Заключение

1. Произведено исследование кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена. Рассмотрены
особенности таких кабельных линий. При проектировании кабельных линий 6-35 кВ наиболее
востребованными являются одножильные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, пропускная
способность которых зависит и от системы заземления экранов кабелей.
2. Произведён и обоснован выбор системы заземления экранов для действующей КЛ.
3. Исследованы методики выбора кабелей и их систем заземления по экономическим критериям:
-
Методика Дмитриева М.В. с его двумя экономическими критериями, позволяющие производить оценку не
только при проектировании кабельных линий, но и уже находящихся в эксплуатации кабелей. Методика не
даёт окончательного ответа.
-
Методика Быстрова А.В. с его экономическим критерием срока окупаемости «разомкнутой» системы по
отношению к затратам на потери при «замкнутой» системе, а также его компьютерная программа,
позволяющая проектировщикам правильно выбрать необходимый кабель и его систему заземления.
Методика даёт окончательный ответ.
4. На основе разработанных мероприятий по применению СПЭ-кабелей с учётом анализа методик Быстрова
А.В. и Дмитриева М.В. получены и отражены рекомендации в каких случаях применять ту или иную
методику.
5. Публикация на двадцать третьей международной научно-технической конференции студентов и аспирантов
«Радиоэлектроника, электротехника и энергетика».
9

10.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
10