Обгрунтування необхідності будівництва підземних підстанцій та ліній електропередачі
PDF

Ключові слова

підземні підстанції
зближення фаз
пропускна здатність
підземна лінія
підземна електрична мережа
повітряна ізоляція

Як цитувати

Шевченко, С. Ю., Д. О. Данильченко, С. І. Дривецький, А. Е. Потривай, і Р. О. Ганус. «Обгрунтування необхідності будівництва підземних підстанцій та ліній електропередачі». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 2 (7), Грудень 2023, с. 91-98, doi:10.20998/2224-0349.2023.02.14.

Анотація

Дана робота націлена на пошук світового досвіду у створенні підземних високовольтних підстанцій, виявлення їх особливостей організації та рішень для забезпечення максимально ефективних режимів роботи. Розглянуто позитивні та негативні сторони даного підходу. Визначено експлуатаційні характеристики, які здатні створити значний вплив на режими роботи підстанцій, ускладнити процес проектування та змінити правила вибору обладнання для об’єктів. Проаналізовано досвід західних та східних колег в даному питанні. Велику увагу приділенню підземній підстанції Сюдун з номінальною напругою 220 кВ в енергосистемі Хубей, що є першою підземною підстанцією в центральній частині Китаю. На цьому ж прикладі виявлено особливості організації підземної підстанціях в міських умовах. Розглянуто особливості організації підземних підстанцій поблизу річок де наявність підземних вод ускладнює проектування. На базі розглянутих прикладів проаналізовано можливі заходи та зміни в конструкціях типових підстанцій для створення нових підземних конфігурацій. Виконано порівняння ефективності при зближенні фаз та встановлено залежності та умови, за яких відбувається значна зміна в ефективності передавання електричної енергії на території підстанцій. Визначено ефект використання зближення фаз на пропускну здатність та хвильовий опір провідників. Встановлено позитивний вплив підземних умов експлуатації на більшість елементів системи. Аналіз експлуатаційних умов та використання ефективних конфігурацій дозволили знайти потенційно найбільш перспективні способи реалізації підземних підстанцій. Запропоновано обґрунтований ряд заходів по впливу на окремі елементи підземної підстанції, виходячи з експлуатаційних умов, по забезпеченню найбільш ефективної конфігурації з точки зору пропускної здатності та теплового режиму обладнання.

https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.02.14
PDF

Посилання

J. H. S. Faria, I. N. Santos, A. J. P. Rosentino, A. H. P. Antunes, F. M. Silva, and H. de Paula, “Design of an underground, hermetic, pressurized, isolated and automated medium voltage substation”, IEEE Open Journal of Industry Applications, vol. 1, pp. 205–215, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ojia.2020.3034764

Pravyla ulashtuvannia elektroustanovok [Rules for electrical installations]. Kyiv: Minist. Energy Coal Ind. Ukr., 2017. (in Ukrainian)

CIGRE Joint Working Group 21/22.01, Comparison of High Voltage Overhead Lines and Underground Cables. Report and Guidelines. CIGRE, 1996.

Southern California Edison, “Chino Hills Underground Project Update”, Chino Hills, Jul. 23, 2015. [Online]. Available: https://www.chinohills.org/DocumentCenter/View/11427/6-23-15-SCE-TRTP-Update?bidId=

GridLAB, “Transmission in California”, Mar. 2023. [Online]. Available: https://gridlab.org/wp-content/uploads/2023/03/Transmission-in-California.pdf

“华中第一个全地下变电站首台变压器吊装.” 荆楚网-湖北日报网-湖北新闻-湖北门户 权威发布. [Online]. Available: http://m.cnhubei.com/content/2022-02/12/content_14493225.html (in Chinese)

S. Prahladlao. “Wuhan’s first fully underground 220-kilovolt substation supports world-class power grid.” ARC Advisory Group. [Online]. Available: https://www.arcweb.com/blog/wuhans-first-fully-underground-220-kilovolt-substation-supports-world-class-power-grid

“Unique underground 220 kV «Smirnovo» SS construction.” Kharkiv Design Development Institute "TEPLOELEKTROPROEKT-SOYUZ." [Online]. Available: https://tep-soyuz.com.ua/en/projects/raspredelenie-elektroenergii/stroitelstvo-unikalnoj-podzemnoj-ps-220-kv-smirnovo

Zakhyst provodiv i trosiv povitrianykh linii elektroperedavannia vid vitrovykh kolyvan (vibratsii, halopuvannia, subkolyvan). Metodychni vkazivky [Protection of wires and cables of overhead power lines against wind fluctuations (vibration, galloping, sub-vibration). Methodological instructions], SOU 45.2-00100227-24:2010, Ukrainska naukovo-tekhnichna elektroenerhetychna asotsiatsiia «Aselenerho», Kyiv, 2010. (in Ukrainian)

V. O. Brzhezhytskyi and V. M. Mykhailov, Eds., Tekhnika i elektrofizyka vysokykh napruh [High voltage engineering and electrophysics]. Kharkiv, Kyiv: NTU «KhPI», Tornado, NTUU «KPI», 2005. (in Ukrainian)

H.-X. Xu, G.-M. Wang, C.-X. Zhang, Z.-W. Yu, and X. Chen, “Composite handed right/lefttransmission line based on complementary single-split ring resonator pair and compact power dividers application using fractal geometry”, IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol. 6, no. 9, pp. 1017–1025, 2012, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2011.0427

T. J. F. Ordon and K. E. Lindsey, “Considerations in the design of three phase compact transmission lines”, in ESMO'95 - 1995 IEEE 7th International Conference on Transmission and Distribution Construction, Operation and Live-Line Maintenance, Columbus, OH, USA, Oct. 29–Nov. 3, 1995. pp. 108–114, doi: https://doi.org/10.1109/tdcllm.1995.485044

J. Selga et al., “Compact power splitter with harmonic suppression based on inductively loaded slow-wave transmission lines”, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 60, no. 6, pp. 1464–1468, Apr. 2018, doi: https://doi.org/10.1002/mop.31181

S. Bumby, E. Druzhinina, R. Feraldi, D. Werthmann, R. Geyer, and J. Sahl, “Life cycle assessment of overhead and underground primary power distribution”, Environmental Science & Technology, vol. 44, no. 14, pp. 5587–5593, Jul. 2010, doi: https://doi.org/10.1021/es9037879

S. Yu. Shevchenko and A. A. Okun, “Analysis of computation methods of the electric fields of high voltage installations”, Electrical Engineering & Electromechanics, no. 4, pp. 59–62, 2010. (in Russian)

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2023 Сергій Юрійович Шевченко, Дмитро Олексійович Данильченко, Станіслав Ігорович Дривецький, Андрій Едуардович Потривай, Роман Олексійович Ганус