Тема: Техническое перевооружение участка существующей ВЛ 110 кВ г. Уфа в кабельное

Темой для выпускной квалификационной работы я выбрал: «Техническое перевооружение участка существующей ВЛ 110 кВ г. Уфа в кабельное исполнение».
Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта по переустройству части ВЛ 110 кВ в кабельное исполнение. Этого требует текущая ситуация активно развивающихся городов. Многие администрации находятся в постоянном поиске возможности расширения транспортной инфраструктуры и оптимизации застройки городской черты. Одним из сдерживающих факторов является прохождение через жилую застройку ВЛ различных напряжений.
Все города нашей страны получили основное развитие в период с тридцатых по семидесятые годы двадцатого века. В этот период были заложены основные транспортные магистрали, жилые районы и промышленные центры городов. Основными целями тех лет было максимально быстрое развитие городов и за счёт этого достичь революционного развития науки и промышленности страны.
Для выполнения таких грандиозных целей требовалось вложение огромного количества промышленных и финансовых ресурсов в сжатые сроки. Также при этом проводилась большая работа по рациональному использованию средств и ресурсов.
Быстрорастущие жилые районы на ряду с промышленными центрами требовали бесперебойного и главное качественного электроснабжения. Для этих целей в жилых районах отводились участки для узловых подстанций 110 кВ, понижающих высокое напряжение до средних значений 6/10 кВ, для дальнейшего распределения электрических сетей по потребителям.
Электроснабжение городских подстанций 110 кВ преимущественно выполнялось воздушными линиями. Такой метод был наиболее рациональным по условиям отношения стоимости к трудоёмкости и скорости строительства. Инженерам тех лет была известна технология выполнения линий электропередач 110 кВ методом кабельных линий, но этот метод был очень трудоёмким и дорогостоящим. Кабельные линии 110 кВ выполняемые в те годы имели бумажную изоляцию токопроводящей жилы, расположенной в свинцовом «трубопроводе» кабеля с заполнением кабельным маслом под давлением. Эта технология имела множество недостатков как в техническом плане, так и в финансовом.
Техническое выполнение требовало герметичности свинцовой оболочки для исключения утечки кабельного масла, так как оно является главным диэлектриком в конструкции кабельной линии. Также кабельное масло подвержено стеканию из-за перепадов местности. Для компенсации этого эффекта, а также микротечей в оболочке кабеля, по трассе кабельной линии требовалось устройство маслонапорных узлов с расположенными в них баках с кабельным маслом подсоединённых к специальным муфтам, разделяющим свинцовую оболочку кабелей на участки. В процессе эксплуатации КЛ 110 кВ был постоянный расход кабельного масла. Также немаловажным было воздействие кабельного масла на экологию, так как оно является продуктом нефтепереработки.
Производство кабельного масла было более дорогостоящим чем трансформаторного, оно требовало большей очистки и сушки от влаги.
Постройка кабельных линий 110 кВ в те годы выполнялась исключительно открытым способом, что было очень долгим, дорогостоящим и трудоёмким процессом.
В сравнении с кабельными линиями, постройка воздушных линий 110 кВ была отработана лучше, выполнялась в кратчайшие сроки и не несла больших текущих затрат в процессе эксплуатации.
С течением времени города развивались, увеличивалось население, развивалась транспортная инфраструктура. Свободного места для строительства оставалось всё меньше и наступил момент, когда ВЛ 110 кВ стали серьёзной помехой для развития города.
Главной задачей, рассматриваемой ВКР является поиск возможностей для освобождения пространства городской черты для возможных инфраструктурных проектов и улучшения условий проживания населения. В сферу ответственности энергетиков входит существующая городская энергосистема. Данной ВКР я проведу анализ технического перевооружения участка существующей ВЛ 110 кВ, постараюсь отразить ключевые моменты по выбору кабельной продукции, трассы прохождения КЛ и узлов перехода из КЛ в ВЛ.
В XX веке основными опорами для ВЛ 110 кВ были свободностоящие металлические решётчатые опоры. Средняя длина самых длинных траверс на подобных опорах составляла 5 м. Исходя из Постановления Правительства №160, охранная зона для ВЛ 110 кВ определяется от крайних неотклонённых проводов по 20 м в каждую сторону. Таким образом полоса земли шириной около 50 м отводится под существующие ВЛ 110 кВ в черте города. Также пересечение ВЛ 110 кВ проезжих частей накладывает ограничение на высоту перевозимых грузов.
В свою очередь для кабельных линий охранная зона назначается на ширину, занимаемую самой кабельной линией и плюс 1 м от крайних кабелей. Таким образом для одноцепной КЛ 110 кВ охранная зона составит около 3 м, а для двухцепной около 4 м, это более 12 раз меньше чем у ВЛ. Существенная разница охранных зон является главным фактором для города.
Развитие технологий по производству кабельных линий и в частности по выполнению изоляции позволило отказаться от маслонаполненных кабелей. Их место заняли кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Кабели подобной конструкции повсеместно применяются на напряжение от 6 кВ.
Строительство кабельных линии 110 кВ остаётся более дорогостоящим чем воздушных линии, но в условиях плотной застройки развивающихся городов-миллионников, КЛ 110 кВ открыли возможность к более гибкому использованию территории населённых пунктов. К тому же технологии прокладки кабельных линий получили два типа бестраншейных работ, таких как «прокол» и «горизонтально направленное бурение». Данные методы позволяют прокладывать кабельные линии на значительных участках без раскапывания траншей и тем самым избегать затрат на благоустройство территории.
Подобные технические перевооружения существующих ВЛ 110 кВ невозможны без выполнения проектных работ. В проекте требуется выполнить выбор сечения и материала жил кабелей, чтобы они не ограничивали пропускную способность воздушного участка. Не маловажным является расчёт термической стойкости кабелей к токам короткого замыкания, выбор способа укладки кабелей для уменьшения потерь в медных экранах кабелей. Все эти проектные расчёты позволят выбрать оптимальный кабель для строительства и исключить перерасход средств. Также проектом определяется трасса прохождения кабельного участка 110 кВ на основании инженерных изысканий. Для КЛ 110 кВ обязательно выполняются продольные профили по всей длине. Это позволяет определить необходимый способ прокладки КЛ с учётом пересекаемых городских коммуникаций.
Техническое перевооружение участков, существующих ВЛ 110 кВ в кабельное исполнение позволяет освободить значительные территории для расширения дорожной сети городов. Расширение транспортных артерий в городе с населением от 1 миллиона человек становится одной из главных задач, это позволяет избежать пробок, улучшить и ускорить транспортные потоки, что положительно влияет на комфортность жизни населения и транспортную логистику для предприятий.
Исключение ВЛ 110 кВ из жилой застройки позволяет уменьшить риск людей быть поражёнными электрическим током, а также убрать из городских районов не добавляющие эстетики опоры воздушных линий.

Купить

В рассмотренной работе выполнено проектирование перевооружения участка воздушной линии 110 кВ в кабельное исполнение.
Проанализированы сложности с выполнением технического перевооружения в городской застройке, рассмотрен объёмы необходимых реконструкций и выносов существующих инженерных коммуникаций. Показано количество инженерных отделов, выполняющих работы по выносу коммуникаций в своей зоне ответственности.
Основная задача проекта - освобождение требуемого городского участка для строительства инфраструктурного объекта, в частности автодороги соединяющей несколько районов города.
Показаны основные ключевые моменты по выбору участка под размещение объекта заказчиком, определение фирмы исполнителя проекта. Ключевые этапы проектирования, от выбора трассы до распределения задач и выполнения проектирования.
В рассмотренной ВКР проведён анализ технического перевооружения участка существующей ВЛ 110 кВ, отражены ключевые моменты по выбору кабельной продукции, трассы прохождения КЛ и узлов перехода из КЛ в ВЛ.
Выполнены инженерные расчёты по выбору изоляторов для изоляционных подвесок провода в сторону воздушного участка реконструируемой ЛЭП 110 кВ. Проведены расчёты по выбору сечения токопроводящей жилы и экрана кабеля 110 кВ. Выполнен расчёт для определения потерь в экране кабеля, выявлена необходимость выполнения одного полного цикла транспозиции для компенсации потерь в экране кабеля и уменьшения напряжения в экране относительно земли. Принятые кабели и их экраны проверены на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
Данным проектом выполнен подсчёт изделий и материалов, входящих в конструкцию кабельной линии.

Купить