Кабельные линии высокого напряжения в энергосистеме

 Постоянно растущий спрос на электроэнергию в мире требует нового строительство электростанций или модернизацию старых, а также доставку электроэнергии к конечным пользователям – развитие существующей инфраструктуры передачи и распределения. В то время как известные технологии строительства и эксплуатации высоковольтных линий электропередач в настоящее время не представляет никакой технической проблемы в безлюдных местах, а вот проблема возникает в городских и промышленных районах. Нет возможности  обезопасить жилые дома от высоковольтных воздушных линий, что заставляет дизайнеров искать альтернативные решения.

 В таких случаях хорошим решением для линии передачи являются кабели электроэнергии. Предполагается, что в ближайшем будущем, большая часть вновь построенных 400 кВ линий электропередачи будут соответствовать  Европейским  стандартам кабельных линий, по этому вопросу  есть решение, которое будет инновационным.  Высокий уровень надежности энергоснабжения, проложенных путем воздушных линий или путем кабельных линий, что гораздо дороже, но более одобряемое местными общинами, живущими в непосредственной близости от запланированных инвестиционных линий электропередач, для усиления мощности кабеля будет обеспечен.

Время восстановления оптической кабельной линии

          Степень надежности оптических линий определяется многими факторами. Одним из них является своевременное устранение возникающих повреждений с целью предотвращения возможных аварий. Если же авария произошла, то ее устранение становится первоочередной задачей.

          При устранении аварии основными факторами, составляющими время необходимое для восстановления связи, являются:

- время необходимое для выявления места повреждений;

- время необходимое для прибытия аварийной бригады на место аварии;

- время необходимое для монтирования  аварийных вставок;

- время необходимое для проведения комплекса обязательных измерений.

          Большое влияние на быстроту осуществления аварийно восстановительных работ (АВР) имеет качество их организации. В перечень общих требований, которые предъявляются к организации АВР входят следующие:

- наиболее максимально использовать средства механизации;

- наиболее максимально совмещать по времени разнородные работы и операции;

- как можно быстро и одновременно доставлять ремонтные бригады и средства механизации на место выполнения работ.

          Кроме этого быстрота восстановления ОК после аварийного повреждения зависит еще от целого ряда факторов. К наиболее важным из них можно отнести следующие:

- техническое оснащение бригады (АВБ);

- квалификация членов АВБ и ее состав;

- комплектация аварийных запасов и наличие материалов для проведения ремонтных работ;

- полнота данных в базе ВОЛС м ее актуальность.

          Техническое оснащение АВБ может быть различным и определяется объемом сети ВОЛС и финансовым состоянием эксплуатирующей организации.

 Наиболее возможной скорости достигают использованием двух автомобилей, оборудованных для выполнения монтажных работ и укомплектованных измерительными приборами, монтажными инструментами, аппаратурой связи и оборудованием для организации электропитания.

          Состав АВБ определен правилами техники безопасности и технологией проведения монтажных работ на ВОЛС, как минимум должны присутствовать водитель, кабельщик и два инженера.

          Комплектация АВБ определяется размером эксплуатируемой сети ВОЛС. В аварийном запасе кабеля должны обязательно находиться  аварийные вставки (размером 250 м) для всех типов применяемых кабелей наибольшей емкости.

          При большом объеме сети ВОЛС рекомендуется иметь в комплекте аварийные вставки, обладающие различной емкостью для разных типов ОК. По мере расхода на выполнение необходимых ремонтов ВОЛС, аварийные запасы ОК и материалов необходимо восполнять.

          В базе данных должна находиться накопленная информация о состоянии всех эксплуатируемых оптических волокон (оптические и механические характеристики) с осуществлением привязки трассы ОК и соединительных муфт к местности с помощью компьютерной карты. Постоянно должна быть возможность получения с помощью базы данных информации о возможностях сети ВОЛС и каждого ее фрагмента, учитывая состояние кабелей.

Требования к надежности российских ВОЛС

          Основной цифровой канал (ОЦК) с протяженностью не более 13900 км (без осуществления резервирования) должен обладать следующими показателями надежности:

- коэффициент готовности должен составлять 0,98 и более;

- средний промежуток между отказами – 255 ч. И более;

- среднее время необходимое на восстановление – не должно превышать 5,2 ч.

          Принимая во внимание современную надежность аппаратуры ЦСП, коэффициент готовности кабельных линий принимается равным 0,985,  а аппаратуры 0,995. Для того, чтобы обеспечить заданные коэффициенты готовности кабельных линий необходимо обеспечить такие показатели:

- средний промежуток между отказами – 340,5 ч. И более;

- среднее время необходимое на восстановление – не должно превышать 5,2 ч.;

- плотность возможных повреждений – менее 0,1823.

          Для того, что бы обеспечить такой же коэффициент готовности (0,985) у канала той же протяженности (13900 км), который проложен по воздушной линии электропередачи, у показателей надежности должны быть такие значения:

- среднее время необходимое на восстановление – не должно превышать 10 ч.;

- время наработки между отказом – более 670 ч.

При пересчете соответствующих показателей надежности ОК для линий протяженностью 100 км получены следующие значения:

- коэффициент готовности – более 0,99989;

- плотность отказов – менее 0,094.

          Коэффициент готовности канала связи служебной сети определен регламентирующими документами соответствующей организации. Для сетей РАО «ЕЭС России» определены такие значения коэффициентов готовности канала для передачи служебной информации:

а) в системе передачи сигнала оперативно диспетчерского наблюдения и управления текущими режимами, включающими АСДУ – более 0,98;

б) в системе автоматически регулирующей частоту, мощность и напряжение – более 0,997;

в) в системе автоматики, предупреждающей аварийность – более 0,998;

г) в системе автоматики ВЛ и релейной защиты – более 0,998.

          Параметры надежности аппаратуры ВОЛС-ВЛ должны соответствовать следующим значениям:

а) один комплект должен нарабатывать на отказ, в среднем, не меньше 20 лет (с возможностью резервирования);

б) аппаратура эксплуатируемых пунктов должна восстанавливаться методом замены поврежденного оборудования комплектующими из ЗИП за время менее 10 мин. (на каждую неисправность);

в) аппаратура неэксплуатируемых пунктов должна восстанавливаться методом замены поврежденного оборудования комплектующими из ЗИП за время менее 30 мин. (на каждую неисправность, не учитывая время передвижения к месту ремонта);

г) время работы аппаратуры – минимум 20 лет.

          Показатели надежности системы начинают формироваться в самом начале проекта. Подготовительными этапами выполнения проекта являются:

- обследование перед проектом;

- формирование техусловий (ТУ) и техтребований (ТТ) будущей системы;

- формирование требования в проектную организацию;

- выбор проектной организации проведением тендера.

          Во время проведения строительно-монтажных работ обязательно наличие технического надзора, осуществление которого существенно повлияет на надежность будущей системы связи.