Развитие сетей Калачинского РЭС: реконструкция ВЛ 0,4 кВ

 

 

ТЕМА

 

Развитие сетей Калачинского РЭС: реконструкция ВЛ 0,4 кВ от

ТП №64, ф1,ф2 
Содержание

Введение             5

1 Реконструкция как схема развития электрических сетей    6

2 Реконструкция ВЛ 0,4 кВ самонесущим изолированным проводом  8

3 Из истории создания самонесущего изолированного провода   12

4 Общая конструкция и виды самонесущих изолированных проводов  17

5 Основные электротехнические параметры самонесущего

изолированного провода         20

6 Основные технические требования к ВЛИ до 1 кВ     26

Практическая часть          34

7 Характеристика ВЛ 0,4 кВ Калачинского РЭС Восточных

электрических сетей филиала ОАО«МРСК Сибири»- «Омскэнерго».  34

7.1 Состояние сетей заводского микрорайона г.Калачинска    34

8 Расчет проекта реконструкции ВЛ 0,4 кВ от ТП № 64, ф1, ф2   37

8.1 Электротехнические решения        37

8.2 Строительные решения         37

8.3 Производственная и техническая безопасность     39

8.4 Расчетные электрические нагрузки       40

8.4.1 Описание выбора сечений проводников линий по допустимой

потере напряжения          41

8.4.2 Описание расчёта режима сетей с равномерно распределённой

нагрузкой            42

8.4.3 Расчет режима сетей         46

9 Экономическое обоснование проекта       53

9.1 Составление сметы для расчета капиталовложений в реконструкцию

ВЛ-0,4 кВ от ТП №64          53

9.2 Методы оценки эффективности инвестиций без учета

дисконтирования           54

9.2.1 Метод оценки эффективности инвестиций по сроку окупаемости  54

9.2.2 Расчет экономической эффективности инвестиций по сроку

окупаемости           55

10 Заключение           57

11 Библиографический список                     58

Приложения           60

 

 

 

Введение

В России находится в эксплуатации  более 1 млн.км. воздушных электрических линий (ВЛ) напряжением 0,4 кВ. Технические характеристики и состояние этих ВЛ не в полной мере отвечают современным требованиям потребителей. Львиная доля их была построена в 60-70е годы. Сегодня более 125000км ВЛ-0,4 кВ находится в аварийном состоянии. В до перестроечные годы ежегодно заменялось около 50000км. В последнее десятилетие прокладывается не более 5000км новых сетей ежегодно. А между тем срок службы ВЛ, в среднем равняется 30-35 годам, то есть в ближайшее время количество аварий на них будет возрастать в геометрической  прогрессии.

ВЛ 0,4 кВ построены, в основном, с использованием голых алюминиевых проводов малых сечений, которые не выдерживают гололёдных и ветровых нагрузок. Примерно 1/3 ВЛ работает больше нормативного срока и требует реконструкции в соответствии с действующими нормами.

Для устойчивого электроснабжения потребителей сельских территорий требуется восстановить или реконструировать более 450000км ВЛ- 0,4 кВ. 

В новых и реконструируемых ВЛ- 0,4 кВ предусматривается применение, в основном, самонесущих изолированных проводов (СИП) различных конструкций повышенного сечения.

По оценке специалистов РАО ЕЭС в настоящее время ВЛ в России находятся в состоянии, которое позволит обеспечить надежное электроснабжение потребителей только примерно до 2015 года. Для преодоления негативных тенденций следует скоординировать инвестиционную политику и предусмотреть приоритетное выделение средств на развитие электрических сетей.

И совершенно очевидно, что сегодняшнее переоснащение ВЛ необходимо вести с применением новых технологий, одной из которых является применение ВЛИ с самонесущим изолированным проводом (СИП). Применение СИП на ВЛ коренным образом меняет практику проектирования, строительства и обслуживания воздушных линий с СИП (ВЛИ).

Применение СИП позволяет значительно повысить уровень механизации работ, резко сократить затраты на обслуживание и увеличить нормативный срок службы линий до 40 лет, повысить надёжность электроснабжения.

В связи с этим, РАО «ЕЭС России» своим письмом от 26.06.2000 рекомендовало при выдаче технических условий на подключение абонентов, проектировании, новом строительстве и техническом перевооружении применять СИП.

Объектом исследования являются электрические сети 0,4 кВ Калачинского РЭС Восточных электрических сетей филиала ОАО«МРСК Сибири»- «Омскэнерго».

Цель работы – анализ состояния воздушных линий 0,4 кВ и расчет проекта реконструкции ВЛ- 0,4 кВ от ТП № 64, ф1,ф2.

 

 

 

 

 

1. Реконструкция как схема развития электрических сетей

      При развитии электрических сетей имеют место следующие виды работ: новое строительство, расширение и реконструкция.

Новое строительство – это сооружение новых линий электропередачи и подстанций независимо от причин, вызывающих его, а именно:

- сооружение участка сетей для  присоединения новых потребителей, а также для повышения пропускной способности действующих сетей и надежности электроснабжения действующих потребителей;

- сооружение участков сетей  взамен выбывающих по ветхости  и износу;

- сооружение новых участков  сетей в связи с изменением  конфигурации действующих сетей, включая вынос сетей с мест будущей застройки, с зон затопления;

Расширение подстанции – это установка на действующей однотрансформаторной подстанции второго трансформатора и необходимого в связи с этим оборудования, выполнение при необходимости строительных работ. Расширение сетей в основном относится только к подстанциям.

Реконструкция действующих электрических сетей это- изменение электрических параметров сетей (линий и подстанций) при сохранении (частично или полностью) строительной части объектов, а также установка дополнительных аппаратов и оборудования в этих сетях для увеличения пропускной способности или надежности электроснабжения потребителей.

Необходимость реконструкции действующих сетей возникает в связи сростом электрических нагрузок после достижения расчетных проектных нагрузок (5-7 лет по нормам) в результате расширения существующих или появления новых потребителей, присоединяемых к этим сетям,  а также в связи с необходимостью повышения надежности электроснабжения потребителей.

Реконструкция позволяет повышать пропускную способность действующих сетей, улучшать качество электроэнергии  и надежности электроснабжения при минимальных затратах, то есть позволяет наиболее рационально материально-технические ресурсы, что является одной из основных задач проектирования сетей.

К реконструкции относятся следующие виды работ:

- замена проводов на ВЛ 0,4 и 10 кВ на провода с большей  пропускной способностью при сохранении строительной части этих ВЛ;

- перевод электрических сетей 6 кВ на напряжение 10 кВ,

- замена выключателей, трансформаторов  и другого оборудования в связи  с моральным износом, изменением  мощности или напряжения;

- установка средств компенсации  реактивной мощности;

- установка секционирующих пунктов, устройств автоматизации и диспетчерско-технологического управления и связи в сетях 10 кВ;

- усиление ВЛ, на которых нагрузки  от ветра и гололёда превосходят  расчетные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Реконструкция ВЛ-0.4 кВ самонесущим изолированным проводом

В последние годы в России ведется активное строительство новых и реконструкция старых линий электропередач в распределительных сетях 0,4-10кВ. Одно из современных требований, предъявляемых к реконструкции воздушных линий, - это применение самонесущих изолированных проводов (СИП). Применение СИП взамен неизолированных проводов обусловлено, прежде всего, надёжностью и безопасностью эксплуатации, снижением затрат на монтаж и эксплуатацию проводов. При строительстве ЛЭП с использованием СИП снимается большинство ограничений по монтажу, предъявляемых к неизолированным проводам, что, в свою очередь, приводит к более широкому применению СИП.

Многолетний опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи традиционного исполнения, то есть выполненных голыми проводами, показал ряд их существенных недостатков:

- повышенную опасность для населения из-за большого числа случаев обрывов проводов;

- возможность прикосновения людей  к неизолированным проводам и  случайных прикосновений негабаритных  предметов;

- частые отключения ВЛ из-за  механических набросов на провода,

- схлест проводов при ветре и перекрытии ветвями деревьев;

- подверженность гололедно-ветровым  воздействиям, приводящим зачастую  к авариям и длительным отключениям  потребителей;

- необходимость регулярного проведения  обрезки ветвей деревьев и  нанесение вреда деревьям ценных пород.

Повреждаемость линий традиционной конструкции практически стабильна, а причины повреждений следующие:

- отсутствие контакта на вводе  и на линии – 29%;

- перегорание предохранителей  – 32%;

- обрыв вводов – 32%.

Надежность самонесущих изолированных проводов складывается из следующих критериев:

- на стадии строительства:

1. Возможность строительства ЛЭП с минимальными затратами, связанными с подготовкой трассы;
2. Возможность применения на ЛЭП стоек обычной  длины, что иногда позволяет отказаться от строительства вторых линий по обеим сторонам улицы за счёт рационального использования габарита стоек;
3. Возможность применения более коротких стоек, чем  обычные;
4. Возможность выполнения переходов через инженерные сооружения и естественные преграды большими пролётами;
5. Возможность строительства ЛЭП без опор по фасадам  зданий и сооружений;
6. Возможность строительства многоцепных ЛЭП;
7. Возможность применения СИП в распределительных устройствах 0,4 кВ в трубах, металлорукавах, использование СИП для внутренней электропроводки;
8. Монтажные работы на ЛЭП требуют меньших трудозатрат;
9. Возможность совместной подвески на опорах проводов с разным уровнем напряжения и с телефонными линиями;
10. СИП позволяют использовать гибкие проектные решения обеспечивающие компактность прохождения ЛЭП по населённой местности;

- на стадии эксплуатации:

1. Длительный срок эксплуатации (до 40 лет) без замены проводов и подвесной арматуры;
2. Сокращение объёмов аварийно-восстановительных работ;
3. Снижение падения напряжения вследствие малого реактивного сопротивления;
4. Пожаробезопасность, которая основана на исключении короткого замыкания при схлёстывании;
5. Высокая безопасность обслуживания и работ вблизи ЛЭП.
6. Провода защищены от схлестывания;
7. На проводах практически не образуется гололед;
8. Существенно ограничен несанкционированный отбор электроэнергии;
9. Исключено воровство проводов, так как они не подлежат вторичной переработке;
10. Возможно подключение абонентов и новые ответвления под напряжением;
11. Нет необходимости в вырубке просеки перед прокладкой и в процессе эксплуатации;
12. Высокая механическая прочность проводов и соответственно невозможность их обрыва;
13. Снижение энергопотерь в ЛЭП за счет уменьшения реактивного    сопротивления изолированного провода по сравнению с «голым»;
14. Возможность прокладки СИП по фасадам зданий, а также совместной подвески с проводами низкого, высокого напряжения, линиями связи, что дает существенную экономию на опорах.

Список можно продолжать, но и этого уже достаточно для того, чтобы обосновать безоговорочную необходимость использования СИП.

На основании положительного опыта применения энергосистемами самонесущих изолированных проводов, был издан директивный документ РАО "ЕЭС России" №ОБ-5145 от 26.06.2000 "О применении самонесущих изолированных проводов при строительстве и реконструкции".

 

 

 

 

 

3 Из истории создания самонесущего изолированного провода

Пионерами в области применения самонесущих изолированных проводов принято считать Францию и Финляндию - энергетики и проектировщики именно этих стран первыми в Европе занялись разработкой стандартов в области проектирования и правил устройства воздушных линий с изолированными (ВЛИ) и защищёнными (ВЛЗ) проводами. Впоследствии и другие страны разрабатывали свои системы воздушной подвески, но, как правило, за основу их принимались уже утверждённые в эксплуатацию европейские стандарты.

Во Франции первые связки изолированных проводов ВЛ появились в 1955 году и представляли из себя медные жилы в резиновой изоляции с оболочкой из неопрена. Поначалу они устанавливались на фасадах зданий, заменяя голые медные провода на изоляторах. С 1962 года в качестве изоляции стали применять ПВХ, который к 1977 году был полностью вытеснен светостабилизированным полиэтиленом сетчатой структуры. В качестве токоносителя быстро распространилось применение алюминия, что объясняется его стоимостью и более привлекательным соотношением между весом и электрической проводимостью. Наконец окончательно широкое распространение получили самонесущие изолированные провода марки "Торсада", выпускаемые заводом "Каблери Де Ланс", в которых несущий провод выполнен из термоупрочнённого алюминиевого сплава "альмелек", имеет сечение 54,6 или 70 кв.мм и всегда изолирован, т.к. по французским стандартам нулевой несущий провод является токонесущим, хотя и заземлён в нескольких точках.

Разработку ВЛ с изолированными проводами в скандинавских странах подтолкнула необходимость уменьшить последствия от повреждений, вызванных суровыми климатическими условиями в данном регионе. Одновременно с этим назрела необходимость более узких трасс электролиний, особенно в условиях плотной городской застройки.

Разработка системы подвесного скрученного кабеля АМКА началась в 1958 году в Финляндии на предприятии NOKIA KABEL как системы воздушных

подвесных проводов низкого напряжения. Система представляет собой скрученные вокруг голого несущего нулевого провода фазных изолированных жил, изоляция которых выполнена из термопластичного полиэтилена. Параллельно были разработаны провода со сшитым полиэтиленом марки АХКА, а также системы АМКА-Т и АХКА-Т - с изолированным несущим тросом для тропических районов с повышенной влажностью.