Aero-Z® Высокотехнологичные провода для высоковольтных линий электропередачи Г. Санкт-Петербург

Aero-Z®
Высокотехнологичные провода
для высоковольтных линий электропередачи
Г. Санкт-Петербург
04 марта 2009 г.
1
Глобальное присутствие
• Заводы расположены более чем в 30 странах мира, коммерческие
операции - по всему миру
• Более 22 000 сотрудников на местах
• Знание национальных и международных стандартов
• Объем продаж 7.5 млрд евро
2
Кабельный завод Nexans в России
г. Углич (220 км от Москвы)
3
Кабельный завод Nexans в России
Основные данные



Инвестиции - более 25 M€
Ввод в эксплуатацию - 2008 г.
Персонал - 150-180 человек
4
Кабельный завод Nexans в России

Модернизация промышленных объектов. Замена
кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на
кабели с изоляцией из СПЭ
 Кабели среднего напряжения с изоляцией из
СПЭ

Широкое применение современных кабелей при
реконструкции и в строительстве
 Кабели низкого напряжения (NYM, NYY)

Электрификация пригородных и сельских районов
 Самонесущие изолированные провода (Torsade)
5
Первая продукция завода в г.Угличе
1. Кабели низкого напряжения (конец 2008 – начало 2009)
NYM
NYY
NAYY
NYCY
NYCWY
N2XY
NA2XY
ВВГ (АВВГ), ВВГ-нг (АВВГ-нг), ВВГ-нгLS (АВВГ-нгLS), ПвВ (АПвВ)..
2. Кабели и провода среднего напряжения (2009)
N2XSY
N2XSEY
N2XS2Y
N2XS(FL)2Y
N2XSEH
Торсада
ПвВ (АПвВ), ПвП (АПвП), ПвПу (АПвПу), ПвПуг (АПвПуг), ПвПу2г (АПвПу2г), СИП..
6
Решения «под ключ» для обеспечения
надежности энергетических сетей
LAN & WAN
Кабели Оптические Воздушные Обмоточные Специальные судаКабели
высокого
кабели и
линии
провода
среднего
укладчики
напряжения напряжения аксессуары
и роботизированные
устройства (ROVs)
Высоковольтные
кабели
постоянного тока
Силовые,
контрольные, КИП,
коаксиальные
и др. кабели
Программное обеспечение
для прокладки кабеля
Кабели низкого напряжения
СИП
Арматура среднего и
высокого напряжения
Кабели сверхвысокого
напряжения,
сверхпроводящие
7
Технологии на уровне искусства
Самый тонкий кабель: диаметр 12 микрон
Самый «сильный» кабель: 550 000 Вольт
Самый устойчивый кабель: до 1 000°C
Самый длинный кабель: 125 км
Самый глубокий подводный кабель: 2 300 м глубины
Самый тяжелый кабель: 135 кг/м
8
На вершине технологических достижений
Airbus A380: новое поколение
пассажирских авиалайнеров
Horns Rev: самый большой
морской парк ветровых
генераторов
Башни Petronas: 2
супернебоскреба в
Малайзии
Queen Mary II: крупнейшее
круизное судно в мире
Transrapid: первый поезд на
магнитной подушке в Шанхае
9
Построение будущего через инновации
• 1 международный исследовательский центр
• 9 центров компетенции
• 450 инженеров и научных работников
• 450 зарегистрированных семейств патентов на
изобретения
• В среднем 2 новых продукта в неделю
Лидирующие позиции в передовых технологиях:
• Скорость передачи данных
• Изоляционные материалы
• Сверхпроводники
• Пожаробезопасные кабели
10
Aero-Z®
Высокотехнологичные провода
для высоковольтных линий электропередачи
Слайд 11 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
11
Причины разработки проводов Aero-Z®
- необходимость увеличения пропускной способности
существующих линий;
- снижение механических нагрузок, прикладываемых к опорам
ЛЭП, из-за пляски проводов;
- повышение коррозионной стойкости проводов и тросов;
- снижение риска обрыва провода при частичном повреждении
внешних проволок в результате внешних воздействий;
- улучшение механических свойств проводов при налипании
снега или образования льда.
Слайд 12 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
12
AERO-Z® (этапы большого пути)
1974 г.
Первая линия с Aero-Z® проводами и грозозащитными тросами была
сооружена в Бельгии. Линия имела длину более 2,5 км и пересекала реку
Шельду, соединяя АЭС и морской порт г.Антверпен.
90-е годы.
Начало массового строительства и реконструкции ЛЭП с использованием
проводов и тросов Aero-Z® в Бельгии и Франции. Смонтировано более
2000 км проводов на напряжение 63-400 кВ в Европе.
21 век.
Франция – монтаж не менее 1500 км/год, осуществив за 10-12 лет полностью
переход на данные провода и тросы.
Закончен монтаж 1200 км ЛЭП с использованием проводов и тросов Aero-Z®
в Южной Америке, в проекте строительство еще не менее 1500 км (Перу,
Эквадор, Бразилия и др).
Слайд 13 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
13
Конструкция провода AERO-Z®
Слайд 14 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
14
Технические данные по проводам AERO-Z®
Тип
провода
Площадь
поперечн
ого
сечения
провода
Удельное
сопротивл Номиналь
Удельная
ение
Внешний
ное
масса
провода
диаметр
усилие на
провода
при
разрыв
Конструкция
Круглые проволоки
мм²
177-1Z
242-2Z
261-2Z
301-2Z
346-2Z
366-2Z
455-2Z
504-2Z
538-2Z
635-1Z
648-2Z
666-2Z
705-2Z
707-2Z
мм²
176,93
241,98
261,34
301,25
345,65
366,13
455,14
503,95
538,03
635,12
648,38
665,92
704,97
706,76
Число
Диаметр
проволок проволок
мм
1+6
3,3
1+6
2,7
1+6
2,8
1+6
3
1+6
3,2
1+6
3,3
1 + 6 + 12
2,9
1 + 6 + 12
3,05
1 + 6 + 12
3,15
1+6+12+18
3,5
1 + 6 + 12
3,45
1 + 6 + 12
3,5
1 + 6 + 12
3,6
1 + 6 + 12
3,6
928-3Z
928,45
1 + 6 + 12
3,35
Z проволоки
Число
повивов
1
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
3
Число
проволок
12
12 + 18
12 + 18
12 + 18
12 + 18
12 + 18
18 + 24
18 + 24
18 + 24
24
18 + 24
18 + 24
21 + 27
18 + 24
18 + 24 +
30
20 0 С
Высота
повива
мм
3,3
2,7
2,8
3
3,2
3,3
2,9
3,05
3,15
3,5
3,45
3,5
3,6
3,6
мм
16,5
18,9
19,6
21
22,4
23,1
26,1
27,45
28,35
31,5
31,05
31,5
32,4
32,4
кг/км
488
671
724
835
958
1 014
1 266
1 401
1 496
1 761
1 803
1 852
1 961
1 965
Ом/км
0,1895
0,1391
0,1288
0,1117
0,0974
0,0919
0,0742
0,067
0,0628
0,053
0,0521
0,0507
0,0479
0,0478
даН
5 698
7 793
8 417
9 702
11 132
11 617
14 658
16 230
17 327
20 152
20 573
21 130
22 369
22 425
3,35
36,85
2 593
0,0365
29 460
Слайд 15 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
15
Больше сечение или меньше диаметр
Equivalent transportation capacity
Одинаковая передаваемая мощность
Одинаковый диаметр
Провод Aero-Z®
Традиционный провод
Слайд 16 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
16
Внешняя коррозия
Слайд 17 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
17
Внешняя коррозия
Слайд 18 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
18
Внешняя коррозия
Сравнение результатов испытания провода типа AC и AERO-Z® (с одним повивом Zпроволок) после 18 лет эксплуатации.
AC
AERO-Z®
Изменение содержания смазки в проводе
%
- 28
Без изменения
Изменение усилия на разрыв
%
- 26
- 2,2
Слайд 19 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
19
Трапецеидальные провода или AERO-Z®
Слайд 20 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
20
Арматура для AERO-Z®
Гасители вибрации
Анкерные зажимы
21
Пляска проводов
Слайд 22 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
22
Поведение провода при
сильных турбулентных ветрах
Траектория перемещения провода в вертикальной плоскости в середине пролета
Слайд 23 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
23
График изменения усилия, прикладываемого
к опоре, при турбулентных ветрах
Aster
Aéro-Z
Слайд 24 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
24
График изменения усилия, прикладываемого
к опоре, при турбулентных ветрах
Максимальное Среднее
Минимальное
усилие, кН
усилие, кН
усилие, кН
Средняя скорость ветра: 30 м/с
- AC 570
- AERO-Z® 666
7,28
5,13
4,12
4,03
1,31
1,71
Уменьшение на 30 % по сравнению с проводом AC
Средняя скорость ветра: 40 м/с
- AC 570
- AERO-Z® 666
13,80
9,24
7,79
5,35
2,29
2,70
Уменьшение на 33 % по сравнению с проводом AC
Слайд 25 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
25
Налипание снега на провода – обычный АС провод
Падающие снежинки
Ветер
+ снег
Ветер
Слайд 26 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
26
Налипание снега на провода – провод AERO-Z
Слайд 27 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
27
Лабораторные тесты по
налипанию снега на провода
Тесты проведены в Hydro-Québec в
начале 2004 года
Слайд 28 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
28
Лабораторные тесты по
налипанию снега на провода
AERO-Z
Провод AC
100% стальной провод
Испытательный полигон Чешского
энергетического института, 24.12.1992
Слайд 29 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
29
Результаты расчета тепловых потерь
Исходные данные
- Uном 220 кВ
- Длина линии : 30 km
- Cos  = 0,85
AC 570
Передаваемая
мощность
MВт
90,7
181,4
272,1
362,8
389,0
Коэф-т
нагрузки
Отношение
AERO-Z® 666
Ток
R
Потери
Доля
потерь
R
Потери
Доля
потерь
AERO-Z® /
AC
кА
Ом/км
MВт
%
Ом/км
МВт
%
%
0,409
0,835
1,294
1,808
1,971
87,02
86,72
86,21
85,48
0,470
25%
0,280
1,814
0,427
1,578
0,371
0,963
50%
0,560
1,856
1,746
1,609
1,514
1,501
75%
0,840
1,929
4,084
1,663
3,521
2,116
100%
1,120
2,039
7,674
1,743
6,560
107,3%
1,201
1,772
7,667
Используя провод AERO-Z®, мы можем:
- Снизить потери на 13 - 14 % при одинаковой передаваемой мощности
- Увеличить передаваемую мощность при той же величине потерь.
Слайд 30 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
30
Результаты расчета тепловых потерь
Экономические величины потерь.
Исходные данные.
• Напряжение линии: 220 кВ
• Длина линии: 30 км
• Фактор нагрузки: 75%
• Количество часов работы ВЛ в году
- возможное
8760
- реальное
5700 , что соответствует 65 % максимально возможного
• Стоимость кВт.ч : 0,033 Евро
Для одинаковой передаваемой мощности
Тепловые потери
Ежегодная прибыль
- в ГВт.ч
- в тыс.Евро
ГВт.ч
AС - AERO-Z®.
AС
23,278
AERO-Z®
20,068
3,210
105,9
Слайд 31 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
31
Экономическая реализация
Двуцепная линия 330 кВ длиной 30 км.
Предполагаемая стоимость монтажа ВЛ

Опоры и арматура:

Провод:

Проект, монтаж, шеф-надзор и т.д. 7,2 млн.Евро
Итого:
23,4 млн. Eвро
5,4 млн. Евро
36 млн.Евро
Однако, с учетом меньшего веса и лучших механических характеристик проводов AERO-Z®:
можно увеличить на 8-10 % длину пролета, сократив число опор.
Это даст экономию 1,9 млн. Евро.
Провод AERO-Z® дороже обычного провода АС на 0,25 млн.Евро.
С учетом меньших потерь в проводе эта разница окупается примерно за 5 лет, а за
10-12 лет окупаются все затраты на строительство и эксплуатацию данной ВЛ.
Слайд 32 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
32
Новые высокотехнологичные провода
для высоковольтных ЛЭП
Aero-Z®
Слайд 33 - © NEXANS – Презентация AERO-Z®
33
CAT-1TM
Система мониторинга параметров ВЛ
в реальном времени
Технология мониторинга
Системы мониторинга на рынке

Основаны на измерении натяжения

Измерения по оптических волокнам OPGW

Измерение критических стрел провеса

Погодные станции

Мониторинг вибраций

Локальное измерение температур
35

С 1990 года.

Около 300 систем в 18 странах мира на
напряжения до 500 кВ.
36
Мониторинг в реальном времени
- Проверенная технология




Система позволяет на 10-30% увеличить пропускную
способность всего за 5-10% от стоимости реконструкции
или строительства новой линии.
Системы можно установить на линии длиной 30 км за 2-3
дня.
Системы можно при необходимости перемещать на
другую линию.
Работа в реальном времени обеспечивает надежность и
экономическую выгоду.
37
Тепловой датчик и Датчик нагрузки
Тепловой датчик
Измеряет температуру
проводника без токовой
нагрузки
Датчик нагрузки
Измеряет натяжение в
проводах
38
Датчик нагрузки



Прочная конструкция из нержавеющей стали.
Запатентованная конструкция для надежной работы.
2-летняя гарантия.
39
Модуль обработки и передачи данных

Считывает натяжение провода,
температуру проводника,
окружающую температуру

Соединяется с подстанцией с
помощью радиочастотного сигнала
или оптико-волоконного кабеля

Питание от солнечных батарей
40
Блок обработки сигнала

Соединяется с модулем обработки и передачи сигналов с
помощью радиочастотного сигнала или оптико-волоконного
кабеля

Напрямую соединяется с EMS/SCADA (телеметрическим
блоком)
41
Оценка системы в режиме реального времени
IntelliCAT™ Структура системы
CAT-1™ Удаленные
датчики
Линия
электропередачи
Без лицензии
Передача по радиодиапазону
CATMaster™
Базовая станция
Подстанция
Существующий протокол
(SCADA) по подстанции
(удаленный терминал)
(4-провода Bell 202)
Передача данных на
основе файла ICCP
SCADA/EMS
Master
Дисплей
оператора
IntelliCAT™
for Windows
Центр
контроля
42
Системы мониторинга в реальном времени
Консоль оператора – типовое отображение
South Bay Interface
Present:
1105 Amps
Maximum: 1456 Amps
South Bay Interface
Clearance Warning
14 Minutes To Violation
Present:
1565 Amps
Maximum: 1456 Amps
43
Оценка состояния системы в режиме реального времени
Объеденные пульты управления и контроля
Результаты показаны в
привычном для оператора
формате, приученным.
Максимальный ток, при
данных условиях
Текущий ток
На сколько можно
увеличить ток
Текущую загрузку линии, в
процентах

Провис
провода, в
процентах от допустимого
Время до полного провиса
провода, которое приведет к
выходу из строя линии
44
Технические и экономические выгоды
Мониторинг в реальном времени:

Повышает надежность, уменьшая количество ненужных действий
оператора и определяя реальные ситуации перегрузки линии.

Быстрейший способ снижения убытков.

Обеспечивает точную базу данных событий для исследования
возможных ошибок.

Обеспечивает экономическую выгоду без ущерба для
надежности.
45
Европейский референс-лист
 Исландия (2)
 Швеция (2)
 Норвегия (1)
 Финляндия (2)
 Дания (5)
 Шотландия (4)
 Англия (3)
 Голландия (1)
 Бельгия (8)
 Германия (9)
 Польша (6)
 Швейцария (3)
 Франция (3)
 Испания (9)
 Португалия (1)
Type of CAT- 1 insta lla tions
Тип систем CAT-1
временная
/ 55
temporary;
реального
времени
/ 19
real-time;
16
Общее
количество:
59 систем
data logger; 35
сбор данных / 35
Voltaнапряжения
ge level
Уровень
220kV;кВ
220
3
/3
400 кВ
1717
400/kV;
- 150 kV; 36
≤ 150 кВ / 36
* напряжение / количество
46
Системы мониторинга реального
времени, установленные в США
CAT-1
47
.
Спасибо !
48