Линии электропередачи c газовой изоляцией

Линии электропередачи c газовой изоляцией

Максимум мощности, минимум воздействия

Линии электропередачи с элегазовой изоляцией – это безопасная и универсальная альтернатива воздушным линиям электропередачи. Для этих линий требуются значительно меньшие площади при аналогичных показателях пропускной способности. Линии электропередачи с газовой изоляцией практически не оказывают влияние на ландшафт и генерируют минимальное электромагнитное излучение, а значит, могут применяться вблизи и даже внутри зданий. Такие линии электропередачи могут рассматриваться для очень широкого спектра применений. Эти линии подходят для обеспечения перехода воздушных линий электропередачи под землю при соединении электростанции с сетью электроснабжения или могут использоваться в качестве компактного варианта подключения крупных промышленных предприятий к энергосетям общего пользования.

Заполните форму обратной связи – и наши специалисты обязательно свяжутся с вами

Свяжитесь с нами

Эффективные альтернативы

Проверенная технология для обеспечения максимальных эксплуатационных характеристик

Энергосистема находится в переходном состоянии. Если раньше электроэнергия производилась там, где в ней существовала потребность, то сегодня крупномасштабная генерация с использованием возобновляемых источников означает, что весьма часто в определенных условиях возникает необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния. Передача электроэнергии должна происходить с минимальными потерями, что требует существенного технического вмешательства. Поскольку для постройки новых воздушных линий электропередачи необходимы большие площади и их сооружение зачастую вызывает негативную реакцию со стороны общественности, энергоснабжающие компании переключают свое внимание на альтернативные варианты передачи электроэнергии. 

Преимущества линий электропередачи с газовой изоляцией

Линии электропередачи с газовой изоляцией уже подтвердили свою техническую надежность на протяжении нескольких десятилетий эксплуатации, т.к. они обеспечивают непревзойденный уровень эксплуатационной безопасности даже при технологических нарушениях, не говоря об их высокой пропускной способности. Применение таких линий позволяет в значительной степени снизить любое воздействие на людей и расположенные вблизи линий природные ресурсы. Это означает, что системы электропередачи с газовой изоляцией можно также использовать в существующих туннелях или рядом со зданиями. 

 

Линии электропередачи с газовой изоляцией состоят из двух концентрических алюминиевых труб. Внутренний проводник опирается на изоляторы с литой изоляцией, которые центрирует проводник во внешней оболочке. Внешняя оболочка представляет собой алюминиевую трубу, обеспечивающую полную механическую и электрическую изоляцию системы. Для обеспечения соответствия последним экологическим и техническим требованиям системы электропередачи с газовой изоляцией заполняются смешенным изолирующим газом, состоящим в основном из азота и небольшого количества элегаза (гексафторида серы).

 

Трубы изготовлены из устойчивого к коррозии алюминиевого сплава и имеют дополнительное покрытие при прокладке непосредственно в грунте. Модульное исполнение труб позволяет применять их для получения любой длины. Длина модульной секции типовой линии электропередачи с газовой изоляцией может достигать 1 километра. Количество таких модульных секций можно увеличивать в соответствии с существующими условиями, в результате чего в итоге могут создаваться протяженные линии без какого-либо снижения эксплуатационной готовности системы. Свойства линий с газовой изоляцией позволяют прокладывать их по трассам, имеющим форму сглаженной кривой радиусом до 400 метров, или прокладывать их с изменением направления под любым углом, даже острым. В системе предусмотрены механические компенсаторы расширения для демпфирования механических нагрузок.

 

Линия электропередачи с газовой изоляцией является надежным решением: физически газовая изоляция делает такую линию аналогичной воздушной линии, в результате чего данные два типа систем можно комбинировать в соответствии с эксплуатационными требованиями. Отсутствует необходимость установки дорогостоящих устройств в месте соединения системы линий электропередачи с газовой изоляцией и воздушных линий электропередачи. Экономическая эффективность дополнительно повышается за счет увеличения срока эксплуатации (40 лет и более). Электрические потери оказываются сравнительно небольшими благодаря большому сечению проводника линий с газовой изоляцией.

  • Низкий уровень потерь
    Омические потери в линиях электропередачи с газовой изоляцией оказываются ниже в сравнении с потерями в кабелях или воздушных линиях. Диэлектрические потери в линиях электропередачи с газовой изоляцией практически отсутствуют, в результате чего существенно снижаются эксплуатационные расходы. Теплоотдача оказывается лучше в сравнении с кабелями за счет большего наружного диаметра. Для линий электропередачи с газовой изоляцией обычно не требуется сложных систем охлаждения.

  • Отсутствие электрической компенсации
    Низкая емкость систем линий электропередачи с газовой изоляцией означает, что им необходимы лишь компенсаторы фазового сдвига, т.к. длина системы превышает 70 километров.

  • Слабые электромагнитные поля
    Фазный ток наводит практически идентичный обратный ток в оболочке. Это означает, что магнитное поле снаружи линии электропередачи с газовой изоляцией практически отсутствует. Даже в местах, чувствительных к электромагнитной совместимости (например, рядом с жилыми кварталами или больницами), специальное экранирование обычно не требуется.

  • Более высокий уровень безопасности
    Даже в случае пробоя внутренней изоляции горение дуги будет надежно изолировано внутри внешней оболочки. Отсутствует внешнее воздействие на людей и другие части системы. Линии электропередачи с газовой изоляцией являются невоспламеняющимися и не распространяют горение. В результате мы получаем наилучшую защиту как для людей, так и для окружающей среды. 

  • Высокая надежность
    Технология линий электропередачи с газовой изоляцией подтвердила свою надежность за более чем 40-летний период эксплуатации без каких-либо сбоев.

  • Отсутствие механического старения
    Система изоляции линий электропередачи с газовой изоляцией не подвержена электрическому или тепловому старению. Системы линий электропередачи с газовой изоляцией практически не требуют технического обслуживания.

  • Применяются таким же образом, как и воздушные линии электропередачи
    Системы электропередачи с газовой изоляцией являются идеальным дополнением к воздушным линиям. Высокая пропускная способность линий с газовой изоляцией позволяет обеспечить переход воздушных линий под землю, при этом для каждой фазы требуется одна труба линии с газовой изоляцией, что значительно уменьшает занимаемую площадь. Линии электропередачи с газовой изоляцией поддерживают автоматическое повторное включение, таким образом, отсутствует необходимость в существенных изменениях режима эксплуатации и схем защиты сети. 

  • Исполнение, не требующее технического обслуживания
    Физические свойства и использование высококачественных материалов практически устраняют необходимость проведения технического обслуживания линий с газовой изоляцией. Плановое обслуживание ограничено внешним осмотром, при этом при проведении осмотров линию можно не выводить из эксплуатации.

Номинальное напряжение (типовое)

220-500 кВ

Наибольшее рабочее напряжение

245-550 кВ

Номинальная частота

50/60 Гц

Номинальный ток короткого замыкания (действующее значение, 1-3 с)

31,5-63 кА

Номинальный ток (типовой)

2000-5000 A

Электрическая прочность относительно земли:

 

Напряжение промышленной частоты, 1 мин

380-620 В

Грозовой импульс, 1,2/50 мкс

1050-1675 кВ амплитудное значение

Коммутационный импульс, 250/2500 мкс

850-1175 кВ амплитудное значение

Материал оболочки и проводника

Алюминиевый сплав

Изолирующий газ

Смесь газов, 80% N₂ и 20% SF₆

Номинальное давление (абсолютное)

0,7 МПа

Температура окружающего воздуха

от -30°C до +50°C

Вес одной фазы

около 50–70 кг/м

Емкость

55 нФ/км

Индуктивность

0,205 мГн/км

Волновое сопротивление

около 60 Ом

Сечение токоведущей жилы (типовое)

около 5300 мм²

Электромагнитное поле

Практически отсутствует, на уровне мкТ

Газонепроницаемость

Герметизирован на весь срок службы, повторная заправка не требуется

Соответствие всем требованиям

В зависимости от требований, предъявляемых к линии электропередачи с газовой изоляцией, ее монтаж можно проводить с применением различных типов соединений. На небольших расстояниях, предполагающих многократное изменение направления, элементы обычно соединяются друг с другом с помощью фланцев, например, в трансформаторных подстанциях или при соединении с более длинными секциями. Если линия проложена непосредственно в грунте, применяется сварная система без фланцев с дополнительным покрытием для обеспечения антикоррозионной защиты труб и соединений. «Сименс» является единственным поставщиком технологии полностью автоматизированной орбитальной сварки, гарантирующей наложение полностью газонепроницаемых сварных швов. Кроме того, для каждого отдельного шва проводится ультразвуковой контроль. Сварные линии характеризуются очень высокой механической прочностью и подходят для прокладки с радиусом изгиба до 400 метров. Быстрота установки при применении данной технологии соединения также обеспечивает адекватный объем затрат при внедрении в рамках крупномасштабных проектов. 

Универсальность способов применения и прокладки

Системы электропередачи с газовой изоляцией благодаря уникальным свойствам очень хорошо зарекомендовали себя во всем мире при решении задач передачи большой мощности в условиях сложных маршрутов. Линии электропередачи с газовой изоляцией были реализованы в любых возможных компоновках, с сооружением вертикальных шахт высотой до 200 метров, проложенных по крутым склонам или вокруг зданий по земле или под землей, по серпантинам, причем без установки угловых элементов.

Передача переменного и постоянного тока

За десятилетия эксплуатации линии с газовой изоляцией подтвердили свою эффективность при передаче трехфазной мощности. Компания «Сименс» смонтировала линию электропередачи с газовой изоляцией на гидроаккумулирующей электростанции Вер в Шварцвальде, Германия, в 1975 г. Проведенная спустя 30 лет диагностика показала, что все компоненты находятся в прекрасном состоянии даже по прошествии столь длительного времени. 

 

Преимущества, которые предоставляют такой длительный жизненный цикл, возможность передачи большой мощности, а также системные выгоды от эксплуатации, обеспечиваемые линиями электропередачи с газовой изоляцией, целесообразно использовать для передачи постоянного тока высокого напряжения. В настоящее время «Сименс» в сотрудничестве с несколькими университетами занимается поиском приемлемых путей для решения этой задачи. 

Области применения линий электропередачи с газовой изоляцией

Высокая пропускная способность, небольшая занимаемая площадь и минимальные электромагнитные помехи, характерные для линий электропередачи с газовой изоляцией, делают их пригодными для применения в самых разных областях.

Краткое описание способов прокладки

 
Выработка электроэнергии
Передача электроэнергии
Подстанции
Надземная прокладка



Прокладка непосредственно в грунте
 

 
Прокладка в туннеле


 
Вертикальная прокладка

 
 
Подробнее о линиях электропередачи с газовой изоляцией

Скачать инфографику (англ. язык)

Материалы для скачивания, поддержка и услуги

Дополнительная информация

Здесь представлены брошюры, контакты и прочая полезная информация по теме
Референтные проекты

Примеры успешного применения линий электропередачи с газовой изоляцией

Линии электропередачи с газовой изоляцией являются идеальной альтернативой воздушным линиям электропередачи и высоковольтным кабелям. «Сименс» предлагает полный ассортимент продукции и услуг для эффективной прокладки линий электропередачи с газовой изоляцией, которые будут соответствовать требованиям завтрашнего дня, и мы можем привести множество примеров успешно реализованных проектов.

Подключение новой пивоварни Paulaner к сети

Stadtwerke München (SWM) | Мюнхен-Лангвид, Германия | Монтаж в туннеле                                                              Основными преимуществами для компании Stadtwerke München являются электромагнитная совместимость, безопасность эксплуатации, полная пожаробезопасность и высокий уровень надежности. Система электропередачи с газовой изоляцией напряжением 420 кВ обладает высокой пропускной способностью, и это означает, что линия длиной почти 500 метров и с максимальной мощностью 2х2300 МВА занимает значительно меньшее пространство по сравнению с кабельным решением. Сварная технология также обеспечивает возможность прокладки линии с радиусом 400 метров для адаптации линий электропередачи с газовой изоляцией в соответствии с особенностями строительного сооружения.

Одна из самых мощных линий электропередачи с газовой изоляцией в Китае

China Three Gorges Corporation | Силоду, Китай | Вертикальная прокладка                                                                                    У компании China Three Gorges Corporation возникла необходимость в прокладке вертикальной линии электропередачи с газовой изоляцией длиной 12 750 метров для передачи электроэнергии на ГЭС. Высокая пропускная способность линии с газовой изоляцией мощностью 7х4280 МВА позволила уменьшить занимаемую площадь по сравнению с традиционными решениями. Линия электропередачи с газовой изоляцией была смонтирована с применением технологии орбитальной сварки. Крепления линии на всех участках шахты соответствуют самым строгим требованиям сейсмостойкости, действующим в провинции Юннань. Решающим фактором при выборе линий электропередачи с газовой изоляцией в данном случае также стала ее пожаробезопасность и тот факт, что применение такой линии означает полное отсутствие рисков для рабочего персонала и других частей станции.

Система высокого напряжения в международном аэропорту г. Франкфурт

Amprion GmbH | Франкфурт-на-Майне, Германия | Прокладка в грунте                                                                                        Для подвода воздушных линий электропередачи к международному аэропорту Франкфурта компания Amprion GmbH столкнулась с необходимостью использовать вариант подземной прокладки с минимальной шириной траншеи с учетом ограничений по площади. Решение заключалось в прокладке линии электропередачи с газовой изоляцией длиной 5400 метров в грунте, и данный проект стал первым реализованным без туннеля. Решение с использованием системы с газовой изоляцией позволило значительно превысить установленное значение для пропускной способности, равное 2x2000 МВА. Доступная площадь была использована наилучшим образом.

Уголок инноваций

В разработке: инновационные технологии

За десятилетия эксплуатации линии с газовой изоляцией подтвердили свою эффективность. Тем не менее «Сименс» и в сотрудничестве с различными университетами продолжает исследования с целью улучшения технологии для повышения ее эффективности, экономичности и экологичности.

Экологичное решение

Идеальное соединение с линиями электропередачи с газовой изоляцией

Линии электропередачи с газовой изоляцией являются идеальным вариантом в случаях, когда воздушные линии электропередачи или подземные кабели не могут в полной мере удовлетворить ваши потребности. «Сименс» оказывает поддержку при планировании и реализации проектов, предоставляя полный перечень продукции и услуг и делясь многолетним опытом в области разработки, проектирования изделий и управления проектами.

Заполните форму обратной связи – и наши специалисты обязательно свяжутся с вами

Свяжитесь с нами