Автореферат: Повышение пропускной способности анализ технических решений

Методики работы и монтажа проводов Lumpi-Berndorf идентичны методикам для классического провода АС. Не требуется новых технологий, устройств и обучения персонала.

Еще одним преимуществом провода TACSR/ACS Lumpi-Berndorf является его невысокая стоимость - 270% от стоимости АС за километр, что значительно меньше всех современных аналогов проводов повышенной пропускной способности. Провода Lumpi-Berndorf аттестованы межведомственной комиссией ОАО “ФСК ЕЭС”.

Недостатки

Недостатком проводов TACSR/HICIN и (Z)TACSR/HICIN Lumpi-Berndorf является их высокая стоимость до 450% за километр.

Провода G(Z)TACSR компании Power Systems, Япония

Увеличение пропускной способности провода GTACSR обеспечивается, также как и провода “Lumpi_Berndorf”, большей рабочей температурой. Эти провода устойчивы к высокой температуре, могут в условиях продолжительного времени нести высокую токовую нагрузку.

Конструктивные особенности

Особенность провода GTACSR заключается в том, что между токопроводящими слоями провода и стальным сердечником имеется зазор (см. рисунок 3), отсюда и название - “провод с зазором”.

Принципы и эффективность

Преимущества конструкции провода с зазором состоят в том, что при монтаже и нагреве после него, все тяжение приходится на стальной сердечник, и, соответственно, коэффициент расширения и модуль упругости, провода как целого, совпадают с характеристиками стали. Поэтому провод значительно меньше подвержен удлинению за счет возрастания температуры. При рабочих температурах стрела провеса провода ощутимо меньше, чем для проводов АС (см. таблицу 5 и рисунок 4а).

Таблица 5

Механические характеристики, совместно с высокой пропускной способностью (см. Рисунок 4б), делают этот провод серьезным претендентом для решения проблемы пропускной способности линий.

Провод GZTACSR отличается от провода GTACSR тем, что в токопроводящей части использован сверхтермостойкий сплав ZTAL.

Провода J-Power аттестованы межведомственной комиссией ОАО “ФСК ЕЭС”.

Недостатки

Зазор между повивами провода как раз и определяет его недостатки:

- сложная конструкция провода;

- сложная технология монтажа провода;

- необходимость специального оборудования;

- обучение персонала;

- сложный ремонт провода;

- высокая стоимость провода за километр: ~400 % в сравнении с проводом АС;

По информации от National Grid - национальной электроэнергетической компании Великобритании есть замечания по поводу применения проводов с зазором. Согласно инструкции по обслуживанию, ремонт провода с зазором сложен - при повреждении более 10% алюминиевых проволок или при повреждении сердечника провода необходимо провести его замену на всем анкерном участке.

4.4 Провода ACCR компании 3M, США

Высокая рабочая температура провода ACCR позволяет пропускать высокие токи, аналогично проводам Lumpi-Berndorf и J-Power Systems. Применение сердечника, изготовленного из композитного материала с малым коэффициентом температурного расширения и высокой прочностью позволяет получить хорошие механические характеристики провода даже при высоких температурах.

Конструктивные особенности

Состав проволок сердечника - композитный материал. Сердечник провода ACCR изготавливается из нитей оксида алюминия, распределенных в высокочистом алюминии. Отсюда происходит общеупотребимое название - “композитный провод”.

Принципы и эффективность

Применение алюминий - циркониевого сплава в качестве токопроводящей части провода дает возможность использовать провод ACCR при повышенных температурах (см. Пункт 4.2.2).

Сердечник, выполненный из композитных проволок, практически не уступает по механическим характеристикам сердечникам из стали (см. Таблицу 6).

Таблица 6

Большой процент алюминия в объеме проволок сердечника дает значительное увеличение в пропускной способности провода по сравнению с проводами со стальным сердечником.

В таблице 7 приведено сравнение параметры провода ACCR 405-T16 и аналогичного по диаметру провода АС 240/39.

Таблица 7

Очевидно, что при сходных механических параметрах, токовая пропускная способность провода ACCR примерно вдвое выше аналогичного по сечениям провода АС.

4.4.3. Недостатки

Первый недостаток проводов с композитным сердечником следует из свойств самого композита. Проволоки из оксида алюминия/алюминия довольно хрупкие, то есть не могут выдерживать значительных напряжений, возникающих при перегибах. Это приводит к тому, что с проводом ACCR необходимо работать более аккуратно и при транспортировке и при монтаже. Кроме того, существуют ограничения на совокупность факторов при подвеске провода - тяжение, угол изгиба и радиус изгиба. Более детально эта информация изложена в руководстве по монтажу провода.

Второй недостаток провода ACCR это его крайне высокая стоимость. Провод ACCR более чем в десять раз дороже провода АС. Этот фактор ограничивает сферу применения провода до пролетов с чрезвычайно высокими требованиями по характеристикам. Именно так компания 3М позиционирует этот провод: решение для зон с максимальными требованиями по токовой пропускной нагрузке и высокими требованиями к габаритам линии.

5. Сравнение проводов

Следует обратить внимание на то, что сравнение проводов, как таковое, является сложной задачей по той простой причине, что существенных параметров у этих проводов несколько. Если одно сравнение показывает неоспоримое преимущество одного провода, то сравнение других характеристик может показать результат вплоть до диаметрально противоположного. Необходимо выбрать наиболее критические параметры и по ним оценивать целесообразность применения того или иного типа провода в конкретной ситуации.

В таблице 6 приведено технико-экономическое сравнение разных проводов для проекта ВЛ 220 кВ Афипская-Крымская. Самые жесткие требования предъявлялись по стреле провеса, массе, максимальной токовой пропускной способности (МТПС) и стоимости. Сравнение выполнено для пролета длиной 360 м при условии достижения максимально допустимого по ПУЭ-7 тяжения провода - 45% от разрывного, но не превышая уровень 42,5 кН.

Таблица 8

* Сравнение цен актуально на момент написания статьи - 21.01.2009.

В данном случае, провода Lumpi-Berndorf типа TACSR/HACIN имеют неоспоримое преимущество по стреле провеса, а TACSR/ACS дают существенное увеличение токовой пропускной способности при низком весе и невысокой цене.

6. Стоимость реконструкции ВЛ

В таблице 9 приведены ориентировочные оценочные расчетные данные по основным затратам на монтаж проводов на ВЛ 220 кВ (одноцепной) на 1 км по состоянию на 06.2010 г. Для расчетов принята одноцепная ВЛ 220 кВ (условно на 1 км линии): 3 провода, анкерно-угловая опора - 1 шт., промежуточная опора - 4 шт. Технологический запас провода не учитывался. Стоимость проводов указана оценочно, т.к. не привязана к конкретному объему, условиям и периоду поставки. Зависит так же от мировых цен на алюминий и изменения курса валют.

Таблица 9