Учет условий прокладки КЛ 110 кВ

Остановимся подробнее на особенностях учета отдельных условий прокладки КЛ 110 кВ, связанных с некоторой неопределенностью выбора исходных данных.

1. Для КЛ 110 кВ, прокладываемых по трассам с различными условиями охлаждения, сечения КЛ должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если его длина составляет более 10 м .

В зависимости от среды, окружающей КЛ, изменяется интенсивность теплоотдачи токоведущих жил, а значит изменяется и максимально допустимый длительный ток для конкретной КЛ, обусловленный допустимой температурой ее нагрева. Указанную зависимость следует учитывать путем корректировки значения коэффициента K2 в выражении (2) по данным производителя в соответствии с удельным термическим сопротивлением окружающей среды.

2. Необходимость учета расположения рядом групп КЛ также связано с ухудшением условий охлаждения токоведущих жил. В методиках выбора сечений токоведущих жил КЛ приводятся соответствующие коэффициенты (K3 в выражении (2)), учитывающие условия пролегания нескольких групп КЛ в близости друг от друга, а также расстояния между ними, при которых допускается рассматриваемыми условиями пренебречь. Так, в отмечается, что при выполнении условия (4) для трех групп кабелей (см. рисунок), расположенных треугольником в одной горизонтальной плоскости в окружении воздуха, тепловым влиянием их близкого расположения можно пренебречь:

.

где e — расстояние между крайними точками соседних кабельных групп, мм; D — диаметр кабеля, мм.

Рис. 2. Три группы КЛ, расположенные рядом

Предельное отношение e и D, при котором допускается не учитывать близость соседних групп КЛ, может быть уменьшено при определенном послеаварийном режиме. Рассмотрим две группы КЛ, взаиморезервирующие друг друга, для которых наиболее тяжелым послеаварийным режимом является отключение одной из КЛ. В такой ситуации одна из КЛ максимально нагружена, а вторая не имеет токовой загрузки, вследствие чего температура токоведущих жил последней уменьшается после ее отключения. Таким образом, температурный режим оставшейся в работе КЛ легче, чем при их одновременной работе с той же загрузкой, что ставит вопрос о целесообразности учета их группового расположения в данном случае.

Используя уравнение Фурье (уравнение теплопроводности) можно определить время, которое понадобится для снижения температуры отключенной КЛ до некоторой установившейся величины.

Далее необходимо определить допустимость пренебрежения описанным режимом. С одной стороны, в случае пренебрежения будет иметь место увеличение износа КЛ с учетом расчетного времени. С другой стороны, пренебречь данным режимом желательно в целях снижения стоимости КЛ за счет уменьшения сечения ее токоведущих жил. Расчеты для определения допустимости пренебрежения рассматриваемым режимом с учетом описанных выше критериев рекомендуется выполнять путем вычисления чистого дисконтированного дохода .

Результаты расчета по описанному методу позволят оценить целесообразность учета рассматриваемого режима при выборе сечения токоведущих жил КЛ по критерию длительно допустимого нагрева в наиболее тяжелом послеаварийном режиме.

3. Температура окружающей среды для КЛ учитывается с помощью коэффициента K5 в выражении. При этом следует производить расчет режимов работы рассматриваемой КЛ как в зимний, так и в летний максимумы с учетом средней сезонной температуры. Несмотря на то что в летний период загрузка КЛ может оказаться меньше, чем в зимний, высокая температура окружающей среды летом способна создать наихудший температурный режим для токоведущих жил КЛ с точки зрения охлаждения.

В случае отсутствия точной информации о значениях температуры окружающей среды проектируемой КЛ рекомендуется использовать сезонные расчетные температуры воздуха по данным местной метеорологической службы и грунта — по данным.

• 4. В методиках выбора токоведущих жил КЛ 110 кВ некоторых производителей фигурирует поправочный коэффициент K6, учитывающий перегрузочную способность КЛ в процессе эксплуатации. Применение данного коэффициента значением больше единицы фактически уже на стадии проектирования обрекает КЛ на перегрузочные режимы, что, несомненно, приведет к повышенному износу изоляции и сокращению срока ее службы. Показана зависимость срока службы КЛ от ее температурного режима: при систематическом превышении допустимой температуры кабелей на 10% срок службы КЛ сокращается вдвое. Таким образом, использование коэффициента K6 в выражении не рекомендуется.
• 5. Длительно допустимый ток токоведущих жил КЛ зависит также от способа заземления экранов кабелей. Существуют три способа заземления экранов КЛ: с одной стороны, с двух сторон, а также заземление с двух сторон с транспозицией.

При заземлении экрана КЛ с одной стороны по нему не протекает ток в нормальном режиме (не учитывая емкостную проводимость) ввиду отсутствия электрически замкнутого контура, что не ухудшает условий охлаждения токоведущих жил КЛ. В данном случае поправочный коэффициент K7 в выражении должен быть принят равным единице.

При заземлении экрана КЛ с двух сторон по нему протекает ток в нормальном режиме, обусловленный наличием электрически замкнутого контура и наведенной магнитным полем токопроводящей жилы ЭДС, ухудшая температурный режим КЛ. В данном случае в выражении должен быть принят коэффициент K7 в соответствии с данными производителя.

При правильной транспозиции заземленных с двух сторон экранов КЛ температурный режим токопроводящих жил практически идентичен температурному режиму КЛ в случае заземления экранов с одной стороны, так как наведенные ЭДС в экранах компенсируют друг друга. Следовательно, коэффициент K7 должен быть принят равным единице.

Исходя из сказанного выше, для повышения пропускной способности КЛ следовало бы выбирать первый и третий способы заземления их экранов. Однако в данных случаях вследствие отсутствия возможности протекания токов по экранам КЛ не выполняется их основное назначение — экранирование. Кроме того, при заземлении экрана с одной стороны на другом его конце возможно возникновение значительного электрического потенциала, при увеличении которого до определенного значения вероятен пробой изоляции, что в конечном итоге приводит к необходимости установки ограничителя перенапряжений на незаземленном конце экрана КЛ. Следовательно, рекомендуется заземление экрана КЛ с двух сторон без транспозиции для осуществления его основной функции — экранирования несмотря на ухудшение условий охлаждения КЛ.