●●
Zmiany parametrów sieci wywołanych
skablowaniem
Planując skablowanie, należy uwzględnić mogące powstać zmiany
warunków działania sieci, a także rozważyć zmianę jej układu pracy.
MOCE BIERNE
Skablowanie odcinka linii powoduje zmianę jego parametrów elektrycz-
nych, mających wpływ na bilans mocy biernych w sieci.
Linię można przedstawić jako czwórnik składający się z podłużnie włą-
czonych indukcyjności i rezystancji oraz poprzecznie włączonej pojem-
ności. Składowa pojemnościowa mocy biernej jest uzależniona od
wielkości napięcia linii i zakładając niewielkie zmiany wartości napię-
cia, może być przyjęta jako niezmienna. Indukcyjna zależy od wiel-
kości płynącego prądu i zmienia się w szerokim zakresie wraz ze
zmianą obciążenia linii. W stanie jałowym linie napowietrzne i kablowe
widziane są jako elementy o charakterze pojemnościowym. Wraz
ze wzrostem obciążenia rośnie udział mocy o charakterze indukcyj-
nym, przez co następuje stopniowa kompensacja mocy o charakte-
rze pojemnościowym.
W przypadku linii napowietrznych przy przepływie prądu o natężeniu kil-
kunastu, kilkudziesięciu procent przepustowości nominalnej następuje
pełne skompensowanie mocy biernych i dalsze zwiększanie natężenia
prądu powoduje, że staje się ona elementem o charakterze indukcyj-
nym. Dla linii kablowych zjawisko to przebiega tak samo, lecz skompen-
sowanie mocy biernych następuje przy prądzie o natężeniu większym
od nominalnego, przez co zachowują one pojemnościowy charakter
w całym zakresie obciążeń.
Mając to na uwadze, skablowanie znacznej części linii napowietrz-
nych wymagać będzie przebudowy istniejących w sieci urządzeń kom-
pensujących. W przypadku długich linii o niewielkim obciążeniu należy
zastanowić się, czy nie byłoby wskazane instalowanie w sieci dodatko-
wych dławików.
Pojawienie się w sieci dodatkowej mocy biernej może mieć także
wpływ na wysokość opłat ponoszonych przez odbiorców. Przykładowo,
dla przyłączenia odbiorcy o mocy czynnej 20 MW i współczynniku
tgφ = 0,4 wybudowano linię kablową 110 kV o długości 15 km. Zgodnie
z danymi katalogowymi 1 km linii generuje moc bierną pojemnościową
równą 760 kvar, a cała – 11,4 Mvar. Odbiorca pobiera moc czynną
w wysokości 20 MW i bierną indukcyjną w wysokości maksimum
8 Mvar (aby nie przekroczyć tgφ = 0,4). Od strony operatora widziany
jest on tak, jakby pobierał moc czynną 20 MW i bierną pojemnościową
3,4 Mvar, a należy zaznaczyć, że taryfy dystrybucyjne nie dopuszczają
poboru mocy o charakterze pojemnościowym i obciążają jej odbiorców
karnymi opłatami.
PARAMETRY ZWARCIOWE
Linie kablowe, z uwagi na gorsze warunki odprowadzania ciepła, muszą
mieć większe przekroje żył roboczych, przez co ich jednostkowa opor-
ność jest niższa. Mniejsza odległość pomiędzy fazami w porówna-
niu z rozwiązaniami napowietrznymi powoduje obniżenie jej reaktancji
indukcyjnej. W efekcie wartość impedancji wzdłużnej linii jest niższa (to
suma geometryczna rezystancji i reaktancji indukcyjnej), przez co tłu-
mienie prądów zwarciowych na końcu linii jest mniejsze, a co za tym
idzie, wzrastają ich wartości. Przed skablowaniem długiego odcinka
linii napowietrznej należy ocenić, czy parametry zwarciowe apara-
tury zainstalowanej w stacjach na końcu tej linii, które do tej pory były
wystarczające, nie okażą się po skablowaniu zbyt niskie, co wymusi
wymianę urządzeń stacyjnych.
STRATY
Tak jak wspomniano wyżej, linia kablowa, z uwagi na gorsze warunki
odprowadzania powstającego w niej ciepła, musi charakteryzować się
niższą rezystancją jednostkową w porównaniu z napowietrzną o tej
samej przepustowości. Pozytywnym tego efektem są mniejsze straty
widoczne zwłaszcza w sieciach zasilających tereny miejskie o dużej
gęstości zapotrzebowania na moc. Może to być dla operatora istotną
przesłanką dla budowy nowych linii kablowych, a także skablowania ist-
niejących napowietrznych.
ZMIANA UKŁADU PRACY SIECI
Przy awarii linii napowietrznej miejsce uszkodzenia można odnaleźć
szybciej, m.in. dlatego że jest ono zazwyczaj widoczne. W przypadku
linii kablowej sieć powinna mieć strukturę pozwalającą w pierwszej
kolejności na odseparowanie uszkodzonego odcinka od reszty sieci,
przywrócenie zasilania odbiorcom, a w dalszej kolejności zlokalizowa-
nie miejsca awarii i przeprowadzenie naprawy bez konieczności działa-
nia pod presją czasu i strat wynikających z niedostarczenia energii.
W związku z powyższym część operatorów w sieciach kablowych
niskiego napięcia odchodzi od używania trójników, których istnienie
uniemożliwia przywrócenie zasilania wszystkim odbiorcom do czasu
wykonania naprawy.
●●
Podsumowanie
Poprawne funkcjonowanie kraju jest dzisiaj nierozerwalnie związane
z dostawami energii elektrycznej. Każda przerwa zasilania powo-
duje utrudnienia dla społeczeństwa. Zadanie operatorów sieci sta-
nowi dążenie do zmniejszenia ich liczby oraz skrócenie czasu ich
trwania. Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu jest systema-
tyczne przebudowywanie linii napowietrznych na kablowe, szczególnie
sieci dystrybucyjnych.
fot. Shutterstock
Linie kablowe w porównaniu z napowietrznymi charakteryzują się
zdecydowanie wyższą odpornością na oddziaływania atmosferyczne
2
kablowanie sieci elektroenergetycznych
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
62
