giriiş
Öncelikle, Önemini anlamak gerekiyorkablo denizaltı 132kV güç kablolarının içinde. Bu bileşenler modern enerji altyapısının vazgeçilmezidir, özellikle su kütleleriyle ayrılmış bölgeler arasındaki elektrik ağlarının ara bağlantısı için.Örneğin, voltaj seviyesi 132 kV, yüksek voltaj kategorisine karşılık gelir (AT) İletim ve alt iletim sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.Ayrıca, Bu makalede teknik özellikler incelenmektedir, yalıtım malzemeleri, bu kabloların üretim süreçleri ve seçim kriterleri.Nihayet, IEC ve AWG/MCM standartlarına göre karşılaştırmalı bir iletken tablosu eklenmiştir..
1. 132kV denizaltı kablosunun bağlamı ve uygulamaları
Başlıca kullanımlarına gelince, Dört geniş alanda 132kV denizaltı kabloları kullanılıyor:
1.1 Açık deniz rüzgar santrallerinin bağlantısı (açık deniz)
Bu durumda, Türbinlerden üretilen enerjinin karadaki trafo merkezine taşınması.
1.2 Adalar ve kıta arasındaki bağlantı
Ek olarak, İzole edilmiş elektrik sistemleri arasında enerji kaynaklarının paylaşılmasına izin verin.
1.3 nehir geçişi, göller veya fiyortlar
orada nerede Bir havayolunun çevresel veya seyrüsefer kısıtlamaları nedeniyle uygun olmaması.
1.4 Petrol veya gaz platformlarının beslenmesi
Aynı şekilde, yerinde üretimi daha temiz, daha istikrarlı enerjiyle değiştirin.
Ayrıca, gerginliği 132 kV taşıma kapasitesi arasındaki dengedir (daha büyük 66 kV) ve teknik karmaşıklık (daha az 220 kV). Sonuç olarak, Tipik mesafeler 80-100 ara tekrarlayıcı istasyonları olmayan km.
2. 132kV denizaltı kablosunun iç yapısı
Her katmanı detaylandırmadan önce, Bu gerilimdeki bir denizaltı kablosunun hidrostatik basınçlara dayanması gerektiği unutulmamalıdır., tuzlu su korozyonu, Döşeme ve termal çevrimler sırasındaki çekme gerilmeleri.Öyleyse, Tipik tasarımı aşağıdaki yedi bileşeni içerir:
2.1 Kondüktör
Genel olarak bakır veya alüminyum, sıkıştırılmış ve yuvarlak (sınıf 2 IEC'ye göre 60228). Bu izin verir çapı azaltın ve izolasyon bantlamasını kolaylaştırın.
2.2 Yarı iletken ekran
Onlar oluşur Boşlukları ortadan kaldıran ve elektrik alanını eşitleyen iç ve dış katmanlar.
2.3 Ana yalıtım
Bu yaklaşık Çapraz bağlı polietilen (XLPE) yüksek performans, kalınlığı hesaplanan 132 kV (normalde 14-16 mm IEC standardına göre 60840).
2.4 Metal ekran
Şunlardan oluşur: kısa devre akımlarını iletmek ve arıza tespitine olanak sağlamak için bakır bantlar veya çelik/bakır teller.
2.5 Nem önleyici katman (şişme bandı)
Bu katman boylamsal göçü engellemek için suyla birlikte genişler.
2.6 Zırh
tarafından oluşturulur galvanizli çelik teller (mekanik direnç için) bakır (daha yüksek akım kapasitesine ihtiyaç duyulursa). Ek olarak, tek veya çift katmanlı olabilir.
2.7 Harici kapak
Normalde polipropilen (PP) polietilen (PE) aşınmaya ve deniz organizmalarına karşı dayanıklı.
Topraklama kablolarıyla önemli bir fark şudur: Zırh ve güverte, döşeme gerilmesine ve denizdeki kimyasal saldırılara dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
3. Referans düzenlemeleri
Kaliteyi sağlamak için, Aşağıdaki kurallar geçerlidir:
- IEC 60840: Gerilimler için XLPE yalıtımlı güç kabloları 30 kV bir 150 kV.
- IEC 60228: Yalıtımlı kablo iletkenleri.
- AEIC CS9: Denizaltı kabloları için özellikler (ABD Aydınlatma Konseyleri Birliği. UU.).
- ICEA S-111-704: Denizaltı güç kabloları için kılavuz.
4. Sürücü seçiminde kritik faktörler
İlk etapta, iletken kesit alanı seçimi (IEC'ye göre mm² veya Amerikan standardına göre kcmil/AWG cinsinden ifade edilir) dört temel hususa bağlıdır:
4.1 Mevcut kapasite (ferahlık)
Bu şu şekilde belirlenir: iletken direnci, deniz yatağının ortam sıcaklığı (tipik olarak 10-20 °C) ve deniz tabanının termal direnci.
4.2 İzin verilen maksimum voltaj düşüşü
Genel olarak, arasında kabul edilir 3 sen 5% tamamen yüklü.
4.3 kısa devre akımı
Bu noktada, bölüm arıza süresince adyabatik ısınmaya dayanmalıdır (tipik 1-3 saniye).
4.4 Döşeme sırasında mekanik stresler
Şunu belirtmek gerekir ki daha büyük bir iletken daha ağırdır ancak aynı zamanda çekişe daha dayanıklıdır.
5. 132kV denizaltı kablosu için iletken tablası (IEC ve AWG/MCM)
Sonraki, Tam tablo sunulmaktadır.Bunu açıklığa kavuşturmak önemlidir çok küçük sürücüler içerir (yaygın değil 132 kV, ancak yardımcı hizmetler için kullanışlıdır) kadar güçler için maksimum bölümlere kadar 300 Devre başına MW.
Önceki açıklayıcı not:
- IEC mm²: IEC'ye göre nominal bölüm 60228 (sınıf 2 – kompakt yuvarlak).
- AWG: Daha küçük çaplar için American Wire Gauge.
- MCM: bin dairesel bin (1 MCM = 0.5067 mm²) bölümler için ≥ 250 kcmil.
- Sürücü çapı (mm): Sıkıştırılmış bakır için yaklaşık (faktör 0.92).
- CC direnci 20 °C (Ah/km): Tavlanmış bakır için maksimum değer.
- Tipik uygulama 132 kV: Rehberlik.
| IEC (mm²) | AWG / MCM | Çap (mm) | DC direnci (Ah/km) Bakır | İzin verilen akım (A)* | Tipik kullanım 132 kV |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 3 AWG | 6,0 | 0,727 | 140 | Kontrol / kademeli |
| 35 | 2 AWG | 7,0 | 0,524 | 175 | Kontrol / hizmetler |
| 50 | 1/0 AWG (53,5) | 8,3 | 0,387 | 215 | Düşük güçlü yardımcı |
| 70 | 2/0 AWG (67,4) | 9,6 | 0,268 | 265 | Asistan |
| 95 | 3/0 AWG (85,0) | 11,0 | 0,193 | 320 | Küçük dağıtım |
| 120 | 4/0 AWG (107) | 12,4 | 0,153 | 370 | 15-20 MW |
| 150 | 300 MCM | 13,8 | 0,124 | 420 | 20-25 MW |
| 185 | 350 MCM | 15,3 | 0,0991 | 485 | 25-30 MW |
| 240 | 500 MCM | 17,5 | 0,0754 | 570 | 30-40 MW |
| 300 | 600 MCM | 19,5 | 0,0601 | 655 | 40-50 MW |
| 400 | 750 MCM | 22,6 | 0,0470 | 770 | 50-65 MW |
| 500 | 1000 MCM | 25,2 | 0,0366 | 890 | 65-80 MW |
| 630 | 1250 MCM | 28,3 | 0,0283 | 1020 | 80-100 MW |
| 800 | 1600 MCM | 31,9 | 0,0221 | 1160 | 100-120 MW |
| 1000 | 2000 MCM | 35,7 | 0,0176 | 1320 | 120-150 MW |
| 1200 | 2400 MCM | 39,1 | 0,0146 | 1480 | 150-180 MW |
| 1400 | 2800 MCM | 42,3 | 0,0125 | 1630 | 180-210 MW |
| 1600 | 3200 MCM | 45,2 | 0,0109 | 1770 | 210-240 MW |
| 1800 | 3600 MCM | 47,9 | 0,0097 | 1910 | 240-270 MW |
| 2000 | 4000 MCM | 50,5 | 0,0087 | 2040 | 270-300 MW |
| 2200 | 4400 MCM | 53,0 | 0,0079 | 2170 | >300 MW (çift devre) |
| 2400 | 4800 MCM | 55,4 | 0,0072 | 2290 | Özel projeler |
| 2500 | 5000 MCM | 56,5 | 0,0069 | 2350 | Özel projeler |
| 3000 | 6000 MCM | 61,9 | 0,0058 | 2650 | Aşırı güç |
*Denizaltı kablosu için gösterge akımı 132 kV, XLPE, 90 iletkende °C, deniz yatağı bir 15 °C, termal direnç 1,0 K·m/W.Alüminyum için, direnci şu şekilde çarpın: 1,588 ve akımı azaltın 20-25%.
6. IEC ve AWG/MCM arasındaki pratik eşdeğerlikler
Öncelikle, kesin bir yazışma yoktur.Fakat, Standartlar ticari yaklaşımları kabul etmektedir.Örneğin:
- 250 mm² IEC ≈ 500 MCM (Aslında 500 MCM oğlu 253 mm²).
- 400 mm² IEC ≈ 750 MCM (750 MCM = 380 mm²).
- 1000 mm² IEC ≈ 2000 MCM (2000 MCM = 1013 mm²).
Sonuç olarak, Uluslararası projelerde üreticinin teknik föyde her iki tanımı da sunması yaygındır..
7. 132kV denizaltı kablosunun imalat ve döşeme süreci
Bir taraftan, denizaltı kablosu imalatı 132 kV dikey ekstrüzyon hatlarında yapılır (VCV) Yalıtım kusurlarını önlemek için.Prosedür aşağıdaki gibidir: iletken yarı iletken katmanlarla bantlanmıştır, daha sonra XLPE ekstrüzyona tabi tutulur, basınçlı bir nitrojen tüpünde vulkanize edilir, ve son olarak ekranlar uygulanır, zırh ve kapaklar.
Diğer taraftan, Döşeme, kontrollü bir gerilim sağlayan kablo kapları ile gerçekleştirilir. (normalde < 10 kablo tonu başına kN) ve minimum eğrilik 20 kablonun çapının katıdır.Ayrıca, Dinamik konumlandırma sistemleri kullanılıyor (DP) kesin rotayı korumak için.
8. Çevresel ve bakım hususları
İlk etapta, denizaltı kabloları 132 kV'nin faydalı ömrü vardır 30-40 yıllar.Yine de, ana riskler şunlardır:
8.1 gemi çapaları
öyle Zırhlara zarar verebilir ve yalıtımı delebilirler.Bu yüzden, Hariç tutma bölgeleri olan deniz haritaları kullanılıyor.
8.2 Sızıntı ve korozyon akımları
Bu durumda, zırh çeliği katodik koruma veya özel kaplamalar gerektirir.
8.3 titreşim yorgunluğu
Özellikle güçlü gelgit akıntılarının olduğu bölgelerde.
Bunu çözmek için, izleme reflektometri kullanılarak gerçekleştirilir (OTDR) sıcak noktaları veya nemi tespit etmek için.
9. Gelecek trendler
Şu anda, termoplastik yalıtımlı kablolar araştırılıyor (HPTE gibi) kadar çalışma sıcaklıklarına izin verir 105 °C.Böylece, İletken kesitini değiştirmeden taşıma kapasitesini arttırırlar.Ek olarak, yüksek gerilim doğru akım sistemleri (HVDC) A 132 kV mesafeler için ortaya çıkıyor > 100 kilometre, daha düşük kayıplarla.
Çözüm- Denizaltı kablo üreticisi
Özetle, Denizaltı kablo üreticisi, 132kV denizaltı kablosu, malzeme bilimini birleştiren yüksek mühendislik ürünü bir üründür, Deniz topraklarının elektroteknik ve mekaniği.Öyleyse, sürücünün doğru seçimi, burada sunulana benzer tablolara dayanarak (IEC ve AWG/MCM eşdeğerlikleri ile 25 mm²'ye kadar 3000 mm²), güvenilirliği sağlamak için gereklidir, Su altı bağlantılarının verimliliği ve güvenliği.Nihayet, açık deniz rüzgarı genişledikçe, Bu kablolara olan talep artmaya devam edecek, Malzeme ve kurulum tekniklerinde yenilikleri teşvik etmek.
Referanslar
- IEC 60840:2020 – Ekstrüzyon izolasyonlu güç kabloları 30 kV'a kadar 150 kV.
- IEC 60228:2004 – Yalıtımlı kabloların iletkenleri.
- Çuval, T. (2009). Denizaltı Güç Kabloları: Tasarım, Kurulum, Tamirat, Çevresel Yönler. Springer.