В настоящее время государство и частный сектор запланировали, а в некоторых случаях уже приступили к реализации масштабных производственных проектов. Например, в Якутии и Иркутской области в ближайшее десятилетие только в сфере металлургии и золотодобычи получат развитие проекты по строительству и модернизации таких объектов, как:

  • ОАО «Сибцветметниипроект», Холоднинский ГОК — 35 МВт, 220 млн кВт•ч/год;
  • ОАО «ЗАБАЙКАЛИНВЕСТ», Чинейский ГОК — 67—207 МВт, 1000 млн кВт•ч/год;
  • ЗАО «СЭМЗ» (Электрометаллургический завод в г. Братске) — 90 МВт, 675 млн кВт•ч/год.

И это лишь часть проектов региона. Энергосистема Новосибирской области также имеет обоснованные потребности в модернизации линий электропередачи. Особенность энергетического комплекса области состоит в том, что все крупные электростанции региона расположены в Новосибирске, который является избыточным по мощности и энергии. Между тем в целом Новосибирская энергосистема дефицитна.

По оценкам ОАО «СО ЕЭС», при- рост нагрузки в данном регионе к 2016 году составит 265 МВт, по оценкам администрации Новосибирской области — 511 МВт. И это лишь самые поверхностные факты, приводящие к необходимости решить задачу передачи повышенных мощностей по новым и существующим электрическим сетям.

Очевидно, что одной из самых важных составляющих технического и технологического перевооружения предприятий является использование энергосберегающей, высокотехнологичной и высокоэффективной кабельнопроводниковой продукции, способствующей:

  • увеличению пропускной способности электросетей;
  • снижению потери электро- энергии при передаче;
  • обеспечению бесперебойности энергоснабжения в сложных природных условиях;
  • повышению надёжности и долговечности высоковольтных воздушных линий электропередачи.

Рассмотрим ряд наиболее технологичных вариантов проводов для ВЛ, предлагаемых к использованию.

Провод марки ACCR (Aluminum Conductor Composite Reinforced)

В проводе используется сердечник из металлокомпозита в обёртке из высокотемпературных алюминий-цирконидных (Al-Zr) проводов — конструкция, где и композитный сердечник, и наружные пучки AL-Zr обеспечивают прочность кабеля и повышение проводимости. Композитный сердечник состоит из волокна алюминиевой керамики высокой чистоты (оксид алюминия Al2O3). Наружные «пряди» Al-Zr являются температуростойким сплавом, который позволяет непрерывно работать при 210°С с пиковыми нагрузками до 240°С. Для сравнения, заявленная рабочая температура сталеалюминиевого провода АС (ACSR) — 70°C, а максимально допустимая — 90°C. Основные достоинства провода — сердечник в 2 раза легче стального аналога, обладает более высокой электропроводностью, имеет коэффициент теплового расширения в половину такой же величины для стали.

Провод марки GTACSR («Gapped» TAL alloy Aluminium Conductor Steel Reinforced)

Это провод с зазором, изготовленный из алюминиевых сплавов, стойких к высоким температурам. Алюминиевые проводники внутреннего слоя, ближайшего к сердечнику, имеют трапецеидальное сечение. Внутренний слой изготовлен таким образом, что между ним и стальным сердечником есть зазор, заполненный смазкой, стойкой к воздействию температуры. Такая конструкция обеспечивает скольжение алюминиевых слоев относительно стального сердечника. Основные достоинства: малое удлинение (провисание) провода вследствие роста температуры, определяемое только линейным коэффициентом расширения стали, исключение механического натяжения алюминиевого слоя и увеличение передаваемой мощности.

Провод марки АССС (Aluminum Conductor Composite Core)

Одна из причин появления проводов с композитным сердечником — желание избежать одной из основных эксплуатационных проблем, имеющихся у стальных сердечников, — перегрева в условиях пиковых электрических нагрузок, что приводит к растяжению провода и провисанию ниже допустимой нормы. Провод с сердечником из композитов обладает более низким коэффициентом термического рас- ширения и поэтому менее подвержен тепловому расширению и, соответственно, существенно меньшей стреле провеса.

Процесс производства сердечника для АССС состоит из ряда производственных стадий. Во время процесса пултрузии — получения стеклопластиковых профилей путём вытягивания через нагретую до 130—150°С формообразующую фильеру стекловолокнистых мате- риалов, пропитанных полиэфирной смолой или другой термореактивной смолой, — формируют цельный сердечник цилиндрической формы, в то время как слой волокон из Е-стекла укладывается вокруг наружной оболочки. Связанные волокна пропитываются высокотемпературной связующей эпоксидной смолой. Слой стеклопластика служит двум целям: отделяет углеволокно от проводящего алюминиевого покрытия для предотвращения гальванической коррозии; «уравновешивает» болеехрупкое углеволокно и улучшает гибкость и прочность сердечника.

  Сердечники имеют раз- меры, соответствующие стандартным размерам, диаметрами от 12,7 до 69,85 мм, что обеспечивает их применение для изготовления проводников с пропускной способностью от 300 до 3500 А.

При испытании провод подвергали высоким напряжениям: сердечник размером 9,5 мм был испытан нагрузкой 18 567 кг при темпера- туре окружающей среды. В результате оказалось, что кабельная си- стема АССС может непрерывно работать при 180°С и выдерживать кратковременные скачки до 200°С с провисанием всего лишь 10% от величины провисания кабеля со стальным сердечником. В отличие от обычных проводников со стальным сердечником, которые имеют относительно высокий коэффициент термического расширения, сердечник проводника АССС стабилен по размерам с коэффициентом термического расширения 1,6 x 10-6 °C (у стали: 11,5 x 10-6 °C). В протяжённой многоцепной линии провода с композитными сердечниками пере- дают в 2 раза больше мощности по сравнению с проводом со стальным сердечником такого же веса и напряжения. При стоимости продукта АССС за 1 км приблизительно в три раза выше традиционных проводов общий экономический эффект от их применения обеспечивает высокую окупаемость.

Провода АССС были успешно использованы на таких крупных объектах, как:

  •  ВЛ протяжённостью 60 км в провинции Фуджиан, Китай. Применение данного про- вода позволило избе- жать замены всех 150 опор, кроме 7 шт., снизив материальные затраты и уменьшив стоимость проекта;
  • ПС «Восточная-Инская» в Новосибирской области, проект реконструкции ВЛ 110 кВ (монтаж провода произведен Новосибирским филиалом ООО НПК «Сим-Росс»). Применение АССС Helsinki 160 с заменой провода АС 150/24 позволяет увеличить передаваемую мощность при более низких потерях передачи электроэнергии. Снижение потерь на 10% достигается за счёт наличия в конструкции провода ACCC материала с максимальной проводимостью — термообработанного алюминия. По сравнению с заменой на стандартный провод АС 240/39 выбранное решение увеличивает на 33% пропускную способность линии без значительной модернизации инфраструктуры.

 

Александр Ермаков