ГИЛ

Электрические сети современных мегаполисов развиваются в условиях быстро увеличивающейся плотности передаваемой мощности, снижения управляемости и наблюдаемости сети, обострения социальных и экологических проблем.

Поэтому техническое перевооружение электрических сетей должно осуществляться на основе новых инновационных технологий, приводящих к созданию адекватного по своим характеристикам к современным требованиям электрооборудования.

 

АО «НПО ВЭИ Электроизоляция» по заказу ПАО «ФСК ЕЭС»  выполнила НИОКР на тему: «Создание комплекса оборудования для обеспечения глубоких вводов электроэнергии в мегаполисы и мощных герметизированных передач электроэнергии на основе газонаполненных линий электропередачи», целью которой явилась разработка базовых технологий создания газоизолированных линий электропередач на номинальное напряжение 330 — 500 кВ для применения в качестве глубоких вводов электроэнергии в мегаполисы, и мощных герметизированных передач электроэнергии для внутриподстанционных связей, передач электроэнергии через реки и другие препятствия с помощью токопроводов, встроенных в мосты или транспортные тоннели, создание производства газоизолированных линий электропередач и организация их поставки в электроэнергетические компании.

 

В ходе реализации проекта проводились работы по следующим направлениям:

  • Разработка газового токопровода на номинальное напряжение 500 кВ
    (ГИЛ-500), адаптированного для применения в мегаполисах и других районах, где его применение является технически и экономически целесообразным;
  • Разработка концевых устройств газовых токопроводов для соединения с линиями электропередач и подстанциями 500 кВ;
  • Разработка технологий прокладки газоизолированных протяженных токопроводов;
  • Реализация пилотного проекта установки опытного образца ГИЛ-500.

В результате выполнения проекта компанией АО «НПО ВЭИ Электроизоляция»разработаны и изготавливаются базовые элементы нового вида оборудования — газоизолированных линий класса 330-500 кВ, на основе которых выполнен пилотный проект газового токопровода 500 кВ и создано новое поколение энергоэффективного энергетического оборудования, включающего в себя все современные разработки  и достижения в областях высоковольтных технологий, систем мониторинга, производства и монтажа электроэнергетического оборудования — мощные герметизированные экологически чистые линии передачи электроэнергии.

Узлы и детали, изготавливаемые компанией по разработанным технологиям в результате НИОКР в рамках  проекта:

 

Сильфонный компенсатор
(система компенсации температурного расширения)

 

Герметичный изолятор

 
       

Поворотная секция

Модуль-разъединитель

 
       

Газозаправочный  фланец

 Линейный модуль ГИЛ

 

Скользящий браслетный многоточечный контакт
токопровода

Токопровод с  опорным изолятором

 
                    

Токопроводы

 

Экран выравнивания электрического поля

 
       
Линейный модуль
с изолятором
 

                    

 

В ходе выполнения НИОКР компанией разработаны  технологии  изготовления ГИЛ второго поколения, для которых характерно использование смесей элегаза с азотом, что снижает стоимость и облегчает использование ГИЛ при низких температурах. Обязательным является применение специальных ловушек частиц внутри герметичных секций, что существенно снижает вероятность возможных утечек газа ввиду применения современных систем сварки, ультразвукового контроля качества сварки. Кроме этого, обязательным является также использование эффективных систем мониторинга состояния линий и специальных процедур предпусковых испытаний.

Наиболее распространенное применение ГИЛ в мировой практике — осуществление глубоких вводов электроэнергии в крупные города. Общая стоимость прокладки ГИЛ в несколько раз выше, чем стоимость сооружения воздушных линий электропередач, однако учитывая стоимость земельных участков в крупных городах, общая стоимость ГИЛ будет ниже стоимости воздушных линий одного класса напряжения.

Применение ГИЛ для осуществления глубоких вводов электроэнергии в города позволит существенно сократить площади, занимаемые ЛЭП. При этом освободившиеся территории можно использовать для прокладки дорог и коммуникаций. Это особенно важно с точки зрения развития инфраструктурного и транспортного обеспечения крупных городов.

Приоритетными областями применения газонаполненных линий также являются внутриподстанционные связи, вертикальные вводы/выводы электроэнергии, передача электроэнергии через реки и другие препятствия с помощью токопроводов, встроенных в мосты или транспортные тоннели.

Ничтожно малы и диэлектрические потери. Кроме того, благодаря внешней оболочке, диаметр которой существенно больше, чем у кабеля, теплоотвод осуществляется более эффективно, а, следовательно, практически во всех случаях применения ГИЛ можно обойтись без системы охлаждения.

ГИЛ является жароупорной и не усиливает нагрузку во время пожара, что само по себе также является защитой человека и окружающей среды. Это особенно важно для гидроэлектростанций, в которых соединение между ВЛ и высоковольтным распределительным устройством проходит по тоннелям и шахтам.

Благодаря широкому ряду преимуществ сейчас формируется зона предпочтительного применения ГИЛ в качестве мощных (1000 – 4000 МВт) линии передачи электроэнергии, условия прокладки которых не позволяют применять воздушные линии и традиционные кабели вследствие невозможности отчуждения больших площадей земли под воздушные линии, повышенных требований по надежности, безопасности, уровню внешних электромагнитных полей, потерям электроэнергии, а также при наличии препятствий для прокладки ЛЭП .

Отметим, что электромагнитное поле за пределами ГИЛ также ничтожно мало. В этой связи даже в критических районах с точки зрения электромагнитной совместимости (например, аэропорты, компьютерные центры) не требуется особого экранирования ГИЛ.

 

Основными способами прокладки ГИЛ являются:

  • Установка над землей — наземная. Основным элементом для установки наземной ГИЛ является стальная или железобетонная конструкции. Стальные конструкции могут быть смонтированы непосредственно над землей на бетонных фундаментах и могут достигать нескольких метров в высоту, в зависимости от местных условий прокладки трассы ГИЛ.
  • Установка под землей — подземная;
  • Прокладка в туннеле — туннельная.

Для прокладки ГИЛ также могут быть выбраны:

Траншея (обычно не превышает шириной нескольких метров (3-5 м) и лежит ниже поверхности земли в зависимости от класса напряжения ГИЛ);

Туннель (обычно сделаны из бетонных участков круглой или квадратной формы. Размеры для одноцепной линии ГИЛ составляют 3 м в ширину и 1 м в высоту.

 

СРАВНЕНИЕ ГИЛ С КАБЕЛЬНЫМИ ЛИНИЯМИ И ЛЭП

Тип линии

 Номинальное напряжение, кВ
110 220 330

500
Воздушные линии 0,1 — 0,15  0,2 – 0,3 0,3 – 0,4 0,8 — 1,0
Кабельные линии

с естественным охлаждением

 0,1 0,2 0,3 0,5
Кабельные линии

с принудительным охлаждением

 0,2 0,5 0,6 – 0,7 1,0 —  1,3
ГИЛ подземного исполнения 0,1 0,3 —  0,5 0,7 – 1,0 1,4 – 2,0
ГИЛ надземного исполнения и в туннеле 0,25 1,2 3,0 6,5

 

В целом экономический эффект от внедрения ГИЛ достигается за счет:

  • Снижения потерь электроэнергии более чем в 3 раза по сравнению с воздушными линиями и в 2 раза по сравнению с кабельной линией;
  • Увеличения пропускной способности более чем в 2 раза по сравнению с кабельной линией;
  • Уменьшения площади отчуждаемой земли в 30-50 раз в случае наземной прокладки по сравнению с воздушными линиями;
  • Уменьшения стоимости прокладки по сравнению с кабельными линиями на величину стоимости земляных работ;
  • Повышения экологичности, пожаро- и взрывобезопасности.
  • Адаптивности — возможности совмещения с существующими несущими конструкциями, в том числе и вертикальными, без ухудшения безопасности объектов, что дополнительно снижает стоимость прокладки.

 

В настоящий момент специалисты компании обладают необходимыми навыками и ресурсами для проведения расчетов и комплексов работ по проектированию и внедрению ГИЛ.

Для повышения качества и надежности продукции используются элементы и материалы ведущих мировых производителей в части:

  • Контактных соединений;
  • Элементов системы мониторинга;
  • Соединения элементов токопровода и оболочки.

Наличие испытательной базы позволяет контролировать качество выпускаемой продукции.

Наши производственные площадки: Москва, Санкт-Петербург.