elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · elektroenergetyczne linie...

11
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem Wisła, 18-19 października 2017 r.

Upload: vantruc

Post on 27-Feb-2019

282 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Wisła, 18-19 października 2017 r.

Page 2: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Budowa i zasada działania światłowodu

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Idea działania światłowodu polega na przesyłaniu przez rdzeń impulsów świetlnych generowanych przez nadajnik światła umieszczony na jednym końcu włókna światłowodowego

Światłowód składa się z:

• rdzenia wykonanego ze szkła kwarcowego,

• płaszcza,

• powłoki ochronnej,

Rdzeń i płaszcz wykonane są ze szkła kwarcowego o odpowiednich (różnych) współczynnikach załamania światła.

Powłoka ochronna wykonana jest z materiałów termoplastycznych w celu ochrony płaszcza

Page 3: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Zastosowanie i zalety światłowodów

Zalety światłowodów: • bardzo duża przepustowość pojedynczego włókna, • niewielka tłumienność sygnału nawet przy bardzo dużych odległościach, • niewielkie wymiary i masa własna, • całkowita odporność na zakłócenia radioelektryczne oraz działanie pola

elektromagnetycznego Podstawowym celem stosowania światłowodów w energetyce jest zapewnienie łączności pomiędzy stacjami elektroenergetycznymi. Automatyka zabezpieczeniowa w celu prawidłowej pracy wymaga zastosowanie szybkiego połączenia pomiędzy stacjami. Napowietrzne linie elektroenergetyczne wysokich i najwyższych napięć są w praktyce liniami o znacznej długości. Umożliwia to stworzenia sieci światłowodowej o globalnym zasięgu przeznaczonej do użytku komercyjnego (Internet, telekomunikacja, multimedia itp.)

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Page 4: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Budowa przewodów OPGW (Optical Ground Wire )

Przewody tego typu są powszechnie stosowane w napowietrznych liniach elektroenergetycznych

o napięciu od 110 kV. Pod względem budowy rozróżnia się dwa typy przewodów OPGW tj:

przewody z jedną centralną tubą aluminiową, zawierającą włókna światłowodowe oraz zewnętrznych warstw (warstwy) wykonanych z drutów ze stopu aluminium lub stalowych aluminiowanych,

przewody z tubą (tubami) ze stali nierdzewnej. Składają się z kilku drutów stalowych aluminiowanych (stanowiących rdzeń przewodu) oraz zewnętrznej warstwy wykonanej z drutów ze stopu aluminium lub stalowych aluminiowanych,

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Page 5: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Najważniejsze parametry przewodów OPGW

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Telekomunikacyjne

•Liczba włókien, - minimum 12J (starsze rozwiązania) - obecnie minimum 48J

Elektryczne

•Rezystancja przewodu,

•Prąd zwarcia jednosekundowego,

•Wytrzymałość zwarciowa I2t (wzrost temp. od +35°C do +180°C ),

Mechaniczne

•współczynnik wydłużenia cieplnego,

•moduł elastyczności,

•znamionowa wytrzymałość na rozciąganie (RTS),

•ciężar,

•średnica,

•Przekrój nośny,

•maksymalne naprężenie dopuszczalne,

Page 6: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Wymagania

Konstrukcja przewodów OPGW zgodnie z normą PN-EN 60794-4: • Moduł optyczny nie może być umieszczany w zewnętrznej warstwie oplotu • Moduł optyczny może być umieszczany w wewnętrznej warstwie oplotu lub

centralnie w osi przewodu • Średnica drutów w warstwie zewnętrznej oplotu dla przewodów

wielowarstwowych 2,5 mm • Średnica drutów w warstwie zewnętrznej oplotu dla przewodów

jednowarstwowych 3,0 mm Eksploatacja • Temperatura eksploatacji: -35°C do +50°C • Temperatura w warunkach zwarcia: - wewnątrz lub na powierzchni tuby optycznej: ≤ +180°C - w oplocie: +180°C jeśli taką dopuszcza Producent

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Page 7: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Obliczenia rozpływu prądów zwarciowych

W celu obliczenia rozpływu prądów zwarcia należy określić następujące parametry zwarciowe:

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Stacja A Stacja B

Moc zwarcia [MVA]

X0/X1

Czas zwarcia [s]

Zwarcie w stacji A Szw 3F 1F 3I0

[MVA] [kA] [kA] [kA]

Udział od stacji B

Zwarcie w stacji B Szw 3F 1F 3I0

[MVA] [kA] [kA] [kA]

Udział od stacji A

Page 8: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Obliczenia rozpływu prądów zwarciowych

Model obliczeniowy Należy wykonać obliczenia rozpływu prądów zwarciowych na każdym słupie w linii

gdzie: I”K1

sł.2 – prąd zwarcia jednofazowego na słupie nr 2

IEW – prądy w przewodach odgromowych, IE – prąd uziomowy, spływający do ziemi ze wszystkich połączonych uziomów, IEsł2 – prąd płynący przez uziemienie słupa nr 2, Rsł – rezystancja uziemienia sł. nr 2, Zlew – impedancja wypadkowa układu uziemiającego linii „na lewo” od miejsca zwarcia, Zpraw – impedancja wypadkowa układu uziemiającego linii „na prawo” od miejsca zwarcia, re – współczynniki redukcyjne przewodów odgromowych w kierunku stacji A i B

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Page 9: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Wyniki obliczeń rozpływu prądów zwarciowych

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

0

2

4

6

8

10

12

14

prą

d z

war

cio

wy

w p

rze

wo

dzi

e o

dgr

om

ow

ym [

kA] Zmiana typu p.o. Zmiana typu p.o.

Obliczony prąd w przewodzie odgromowym

Dopuszczalny prąd w przewodzie odgromowym

Page 10: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Koordynacja zwisów przewodu OPGW z przewodem fazowym

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Wymagania normy • Ochrona linii przed wyładowaniami atmosferycznymi (zachowanie kąta

ochrony odgromowej) • Zachowanie wymaganej odległości przy podskoku przewodu fazowego • Dobór przewodu OPGW z uwzględnieniem dopuszczalnej wytrzymałości

przewodu oraz słupów

Page 11: Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich ... · Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Dobór przewodu odgromowego skojarzonego

Dziękuję za uwagę

Krzysztof Ściobłowski ENERGOPROJEKT-KRAKÓW SA Departament Projektowania Linii tel. 12 2997 327 tel. kom. 609 489 293 e-mail: [email protected]

Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem