Разработка технических предложений замены маслонаполненных кабелей напряжением 220 кВ на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена для выдачи электрической мощности Жигулевской ГЭС на ОРУ-220 кВ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Оценка надежности работы существующих маслонаполненных кабелей 220
кВ 7
1.1 Текущее состояние 7
1.2 Электрические испытания 9
1.3 Нагрузочные испытания 10
1.4 Измерение локальных изменений tgS 15
1.5 Обследование состояния реконструируемых концевых муфт на кабельных
линиях 220 кВ 16
2 Проверочный расчет сечения токоведущих жил и экранов кабелей 220 кВ из
сшитого полиэтилена 17
2.1 Исходные данные для расчета кабеля ПвПпнг (А) 2гж - HF 1х1600/95
127/220 кВ, проложенного в трубах под автодорогой (как наиболее сложным с точки зрения теплоотвода от кабеля участке прокладки) 17
2.2 Проверка сечения медного экрана 18
3 Номинальная токовая нагрузка 21
3.1 Расчет допустимой номинальной токовой нагрузки 21
3.2 Расчет электрических сопротивлений 21
3.3 Сопротивление жилы переменному току (прокладка кабеля под трассой М5) 22
3.4 Сопротивление жилы постоянному току 22
3.5 Коэффициент поверхностного эффекта ys 23
4 Диэлектрические потери 25
4.1 Расчет диэлектрических потерь 25
4.2 Тепловое сопротивление между одной жилой и оболочкой Т1 25
4.3 Тепловое сопротивление наружного защитного покрытия ТЗ 25
4.4 Тепловое сопротивление окружающей среды Т4 25
4.5 Способ заземления экранов кабеля 26
4.6 Выбор параметров ОПН для подключения к экранам кабелей 220 кВ
Жигулевской ГЭС 28
5 Релейная защита кабеля 220 кВ 32
5.1 Описание существующей РЗ 32
5.2 Особенности резервных защит стороны 220 кВ 1ТГ 33
5.3 Основные выводы по работе РЗА в связи с заменой кабеля 35
6 Расчеты внутренних (коммутационных и резонансных) перенапряжений, связанных с применением кабелей с изоляцией СПЭ (вместо маслонаполненных), и проверка ограничения этих перенапряжений ОПН, установленных в ОРУ-220 кВ и на выводах автотрансформаторов 1ТГ, 7ТГ и 8ТГ 36
7 Оценка баланса реактивной мощности в системе в связи с заменой маслонаполненных кабелей кабелями 220 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 59
Электростанции используются для выработки электроэнергии, преобразовании ее из других видов энергии. Жигулевская ГЭС вырабатывает колоссальное количество мощности, обеспечивая электричеством предприятия, жилые дома и др. Но всю эту энергию необходимо передавать на значительные расстояния как в пределах электрической системы станции, так и за ее пределами, доводя достаточное количество электроэнергии до потребителей. Для решения данных задач требуются техники передачи электрического тока. Существуют несколько видов таких техник: воздушные линии, кабельные линии, токопроводы и шинопроводы.
«Кабельная линия (КЛ) - линия, предназначенная для передачи электроэнергии, отдельных ее импульсов или оптических сигналов и состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей (проводов, токопроводов) с соединительными, стопорными и конечными муфтами (уплотнениями) и крепежными деталями, проложенная согласно требованиям технической документации в коробах, гибких трубах, на лотках, роликах, тросах, изоляторах, свободным подвешиванием, а также непосредственно по поверхности стен и потолков и в пустотах строительных конструкций или другим способом» [4].
Кабельная линия имеет ряд преимуществ, отличающих ее от других способов передачи электроэнергии и применяется там, где затруднено или невозможно проложить воздушные линии. К этим особенностям можно отнести: закрытую прокладку, которая позволяет защитить кабель от атмосферных воздействий (ветер, гроза, обледенение, дождь, снег и т.д.), что обеспечивает высокую надежность и безопасность в эксплуатации. Благодаря данным достоинствам кабельные линии широко применяют в сетях внутреннего и внешнего электроснабжения, несмотря на достаточно большую стоимость и трудоемкость сооружения.
В данном курсовом проекте были разработаны технические предложения по замене маслонаполненного кабеля на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Для проведения данной работы была проведена оценка текущего состояния кабельной линии, которое не являлось удовлетворительным для продолжения работы на Жигулёвской ГЭС. Далее для изменения данной ситуации принималось решение по замене существующего кабеля на новый.
Были произведены расчеты и подобран кабель с твердой изоляцией из сшитого полиэтилена, тогда как ранее присутствовала жидкая изолирующая среда - масло.
В следствие появления нового типа изолятора потребовалось рассчитать возможные потери в диэлектрическом материале. Далее следовало оградить изолирующую оболочку от возможных перенапряжений путем подбора ОПН.
Из-за колоссального количества мощности, передаваемого по данной кабельной линии и с целью обеспечения необходимого уровня безопасности была произведена проверка существующих систем релейной защиты, которая оказалась способна защитить от возможных пагубных воздействий [15].
