چكيده: تجديد نظر در بازار ذخيره الكتريكي و رشد گسترده آگاهي، اجياد بازار جديد جالب براي راه حل‌هاي مقدماتي انتقال قدرت در تكنولوژي كابل‌ها قالب‌ريزي شده‌است. در همين اثناء پيشرفت در همه زمينه‌ها، توسعه استفاده از ( XLPE ) (رد شدن از پلي اتيلن وصل شده)، سيستم‌هيا عايقي كابل‌ها را تا مرز 500 kv را فراهم كرده است. كاربرد سيستم كابل‌هاي امروزي اغلب نسبت به خطوط هوايي مناسب‌تر است. در حالي‌كه روش‌هاي صنعتي جديد قادر هستند كابل‌هاي زيردريايي ها را با فيبر‌هاي نوري هماهنگ كرده و مفصل انعطاف‌پذيري با طول‌هاي بيشتر از قبل ارائه بدهند.پيشرفت بيشتر سيستم هاي عايقي فشار قوي موقعيت خلاقانه ABB را در مورد ولتاژهاي بالاي DC ارائه مي‌دهد.
سيستم كابل‌هاي با ولتاژ 220 kv و بالاتر قسمتي ازتوان بالاي زير بناي ترانسفورماتورهاي قدرت مدرن روز هستند. اين همه حاوي اين است، اگر چه يك وظيفه مهم تأمين كننده اين است، به سيستم هاي نمايشي با قابليت اطمينان بالا به خاطر فشارهاي الكتريكي بالا در چنين سطح ولتاژي كه كابل و لوازم جانبي كلاً هماهنگ شده‌اند، اطمينان كامل را بدهد.
رفع محدوديت – تغيير قانون‌ها
سيستم كابل‌هاي فشار قوي يك قسمت اساسي دارد كه در محيطي مناسب، جديد، ويژه قرار مي‌گيرد؛ هنگاميكه مي‌آيد و جايگزين خطوط هوايي مي‌شود؛ با كابل‌هاي زير زميني. هزينه سيستم كابل‌هاي فشار قوي در طول دهه اخير كاهش يافته و احتمالاً بيشتر هم پايين مي‌آيد. در همين زمان عملكرد كابل XLPE شديداً افزايش پيدا كرده است. پيام جديد وجود دارد كه سيستم كابل‌هاي XLPE قادر است با خطوط هوايي، به طور تكنيكي، محيطي و به صورت اقتصادي رقابت كند. اين يك اصل ويژه است در رنج ولتاژ 12 الي 170 كيلو ولت.
اين ويژگي كابل‌هاي XLPE را از طرح انتقال خطوط هوايي در يك منظر جديد متمايز كرده‌است. در جاهايي كه پاسخ كابل‌ها اغلب چايگزين گيرايي داشته باشد.
*عايق فشار قوي – عملكرد و پيشرفت
روند برقرار شده خوب به سمت يك عايق ضخيم كوچكتر ادامه خواهد داشت نتايج يك كابل باريك‌تر با امتيازات بيشتر، طول خطي طولاني‌تر در اطراف آن، نصب راحتتر، مفصل كوچكتر، انقباض و انبساط حرارتي، كاهش مواد عايقي به كاررفته. تجارب اموخته شده در طو ل توسعه كابلEHV_XLPE (extra high voltage XLPE)، توسعه يافتن مواد و فرايندها و خدمات فوق‌العاده XLPE، توانسته است ضخامت اين كابل‌ها را تا 12-15 ميليمتر براي خطوط 132 kv كاهش دهد.
مقايسه كابل‌هي هوايي و كابل‌هاي XLPE زير زميني از نظر نرخ هزينه بين سال‌هاي1986 تا 2000
*كابل‌هاي زيرزميني با خطوط هوايي متمايزند
البته، امنيت، زيست محيطي، قابليت اطمينان وپارامترهاي اقتصادي عملياتي سيستم‌كابل‌هاي XLPE را از خطوط هوايي متمايز مي‌سازد. براي سيستم كابل XLPE مدرن، نسبت هزينه كاهش يافته و فوايد زيست‌محيطي و قابليت اطمينان اغلب از مسايل روشن و مهم هستند. به خاطر گذشتن بزرگشان از مناطق تكه‌تكه، كابل‌ها معمولاً كمتر نشان داده مي‌شوند. در مقايسه با خطوط هوايي MVA تلفات را از دست مي‌دهند. چكيده‌اي از فوايد سيستم كابل XLPE در جدول زير داده شده است.
ميزان خطوط هوايي بعضي اوقات محدو مي‌شود به وسيله زمستاني بالا كه شامل تعدادي زيادي وسايل گرمايي الكتريكي است. ددر طول روزهاي گرم تابستان خطوط هوايي 50% الكتريسيته كمتري نسبت به زمستان حمل مي‌كنند. اين گيرايي كمتر مجبور است در آينده حل شود. در مناطقي كه محدوديت‌هاي هوايي وجود داردبراي مثال فوايد كابلXLPE زير زميني آن‌ها را يك جذب كننده خالص مي‌سازد.خطوط زيرزميني انتقال تقريباً ظرفيت بالا وبهتري براي دوره‌هاي زماني كوتاه‌تر از 90دقيقه را به خاطر مقدار زياد حرارت بالاي اطراف خاك دارد.
*قابليت سيستم كابل 400-500 kv
IEC تاكيد مي‌كند كه قابليت اطمينان و هماهنگي مهم كابل‌ها و لوازم جانبي با توصيف عملكرد كلي سيستم، مقاومت كابل، اتصالات و ترمينال‌ها ثابت شده است. برنامه آزمون فراگيري شامل يك جفت آزمون صلاحيت در جزئيات IEC 62067 توضيح داده شده است.
ABB به عنوان تأمين كننده سيستم كابل‌هاي 400 kv در سال 1995 واجد شرايط شده است.
*كيفيت مواد و توليد
تنها تأمين كننده‌هاي تأئيد شده رسانيدن(تحويل داده) مواد لازم را بنا نهاده‌اند. همه توليدات ABB براي كابل‌هاي فشارقوي و لوازم جانبي توسط ISO 9001 و ISO 14001 تأئيد شده است.
هسته كابل‌هاي XLPE از يك مواد صنعتي خشك توليد شده‌است. سيستم عايقي كابل شامل لايه هدايت كننده در يك پروسه فشرده شده‌است. و براي عايق‌ها و مواد هدايت‌كننده در يك محل تميز در سه مرحله فشرده شده‌است.
*طراحي كابل
كابل مسي هدايت كننده كه يك منطقه 2500ميليمتر مربع دارد كه به پنج جزء براي كاهش اثر پوستي تقسيم بندي شده‌است. ABB از هادي‌هاي برش زده استفاده مي‌كند. كه ساخته شده‌اند از عايق‌هاي مفتولي براي عبور با هم از 1000ميليمتر مربع پوشش براق متشكل از سيم‌هاي مسي درون يك بستر كاغذي كشي براي كاهش تأثير مكانيكي و حرارتي انتقال داده شده عايق. تعداد سيم‌ها و مجموع عبوري به نايز مداري شبكه بستگي دارد. سفتي در طول سيم با هواي مياني درون پوسته سيم با پوردهاي فشرده به پايان مي رسد.
محافظ خارجي در مقابل تأثير مكانيكي و پوسيدگي بوسيله يك پوشش محكم، فشرده و محدود ساخته شده است از HDPE(پلي اتيلن با دانسيته بالا). يك رشته فلزي درون قسمت داخلي غلاف به صورت افشان درون كابل نگه داشته‌شده‌است.
نتايج وزن پايين و لاغر كابل چندين استفاده دارد: طول بزرگتري از كابل مي‌تواند روي قرقره‌ها پيچيده شود، از جريان‌هاي گردابي بالا كه درون غلاف كابل افت مي‌كنند جلوگيري مي‌شودو همچنين ظرفيت جريان عبوري بهينه سازي مي‌شود.
*امكان قدرت هوايي
– يك لايه هدايت كننده فشرده براي اندازه‌گيري غلاف خارجي
– يك لايه عقبي سرخ رنگ فشرده براي سلامتي فوق‌العاده در اتفاقات محيطي
امكان ديگر كابل‌هاي طراحي شده پيشنهاد دارد كه حل كند درجه حرارت كنترل شده را با كابل‌هاي نوري. فيبرها محصور هستند درون يك تيوپ استيلف تقريباً با همان سايز به عنوان سيم پوششي كه منسجم شده درون پوشش كابل. درجه حرارت كنترل شده در اين روش امكان بهينه سازي بارها را فراهم مي‌سازد.
*قسمت سيستم كابل‌هاي 220-500 kv
در كابل‌هاي ولتاژ متوسط معمول است كه در مورد دور يقطعات فكر كنيم. حتي اگر اين تأمين كننده‌هاي متفاوت بيايند، آن‌ها مي‌توانند به يكديگر ملحق شوند. و به عنوان يك سيستم كامل كار خواهند كرد. و اين علت محدوديت دادن براي خيابان‌هاي الكتريكي در ساختمان تجهيزات در IEC 60502 است.
كابل‌هاي HV و همچنين EHV و لوازم فرعي به عنوان سيستم طراحي مي‌شوند. نه وجود ساختمان تجهيزات كابل‌ها و نه سطح ولتاژ ، فقط تست تجهيزات در IEC 60840 وIEC 62067 .
*طراحي كابل 400 kv XLPE
در سال 1996 ،ABB يك سفارش از خدمات عمومي براي تامين و نصب يك سيستم كابلXLPE 400 كيلو ولتي رد يك تونل زيرزميني طولاني به طول 6.3 كيلومتر در مركز برلين دريافت كرد.
تونل مطرح شده در 25 تا 35 متري زمين واقع شده‌است و يك قطر سه متري دارد.
سيستم كابل با هادي‌هاي مسي قطعه‌قطعه شده 1600 ميليمتر مربعي و يك خازن انتقالي 1100MVA دارد؛ و بخشي از يك خط انتقال ضربدري ميان شبكه فشارقوي شرق و غرب شكل گرفته است. كابل به صورت سه فاز منسجم به صورت قائم نصب شده است. يكي بالاي ديگري با طراحي خاص . 7.2 متر دور از هم و با يك مدار كوچك در وسط هر فاصله مسير كابل تقسيم شده به 9 قسمت كه تقريباً 730 متر طولاني‌تر است. انتهاي GIS روي دو پست فرعي و اتصال ABB جديد نصب شده و براي اتصال كابل‌هاي طولاني مورد استفاده قرار گرفته است. كابل نصب شده تشكيل شده از سه قطعه اصلي با سه قطعه كوچكتر ميان هر قطعه اصلي. مدار كابل در دساكبر سال 1998 به درون خدمات عمومي رفت.
*پروژه‌هاي كابل‌هاي زير آبي جديد
در سال 1998 پروژه كانال جزاير الكترونيكي را تحويل داد كه توان توليد از فرانسه به جرسي را تقويت مي‌كند كه براي اولين بار جرسي را به شبكه مياني اروپا متصل كرد. بخش زيردريايي اين پروژه در ژول 2000 تكميل شد.
اجزاء اصللي تحويل داده شده براي اين پروژه عبارتند از:
– كابل‌هاي زيردريايي ميان فرانسه و جرسي و ميان جرسي و گيونرسي(تقريباً به طول 70 كيلومتر)
– پست‌هاي فرعي GIS
– ترانسفورماتورهاي جديد و راكتورها
دوتا از كابل‌هاي زير آبي از همان شيوه طراحي شده‌اند. به عبارت ديگر سه هسته جدا شده از پوشش با عايق XLPE مي‌باشد ك ههر كدام يك فيبر نوري با 24 فيبر مجتمع در آن براي ارتباط سيستم و قطع داخلي را شامل مي‌شود. كالب‌ها سيم‌هاي لاكي دوبل دارند.( به عبارت ديگر يك لايه داخلي از لاك كش نشان و يك لايه خارجي كه لاك سنگي ناميده مي‌شود)براي حفاظت آزاد از آسيب‌هايي كه مي‌تواند سبب جريان جزر و مدي شود.
كابل يك قطر تقريباً 250 ميليمتري و وزني در حدود 58 كيلوگرم بر متر را در هوا دارد. همچنين هر دو كابل‌ها بوسيله كارخانه در طول كاملشان تحويل داده مي‌شوند.
سيستم‌هاي كنترلي جدا از هم در عمليات كامپيوتري اتصال كابل‌ها نصب شده‌اند. كه در سال 2003 كامل شده‌است.
*برق فشار قوي DC (HVDC)
برق DC فشار قوي كه از سال 1997 به جريان انداخته شد. نوآوري ديگر ABB در زير زمين است. كه تكنولوژي كابل‌هاي فشار قوي پيشرفته را متحد كرد. كابل‌ها جريان مستقيم فشار قوي را براي انتقال قدرت حجيم د رفواصل طولاني و عنمدتاً زير آب بكار برده مي‌شوند.
تكنولوژي كابل‌هاي قديمي بر پايه سيستم عايقي كاغذ آغشته به روغن چسپنده سبك بنا نهاده شده است. چرا كه اين كابل‌ها فوايد تكنيكي زيادي دارند. ساخت پروسه آهسته و توليد آخر از نظر مكانيكي حساس است. صنعت نيز زمان زيادي خود به دنبال يك كابل HVDC فشاري از نوع مورد استفاده در سيستم AC مي‌باشد.
با برق HVDC شركت ABB سيستم كابل فشار قوي همراه با ترانزيستورهاي جديد، مبدل‌ها را وارد بازار مي‌كند، كه با ساخت كابلHVDC ميزان انتقال قدرت راحتتر مي‌شود.
*كاربردهاي برق HVDC
– تغذيه كننده‌هاي ايزوله شده
– شبكه‌هاي اتصال AC
– انتقال قدرت از واحد ژنراتور كوچك
– ايجاد شبكه DC با اتصال نقطه ضربدري
– قابليت اطمينان شبكه توسط ولتاژ پايدار و شروع‌هاي سياه
*تأسيسات زيربنايي الكتريكي آينده
سيستم كابل‌هاي فشار قوي به عنوان پاسخ كلي از گهواره تا گور با تحويل تهيه كننده در دسترس هستند. چنين سيستم‌هايي يك هديه قديمي به خوبي يك حس تكنيكي در تجارت هستند. آن‌ها ممكن است با در‌خواست نامه شروع شوند با از ميان برداشتن خطوط اضافه بار ادامه پيدا كنند. و تأمين و نصب كابل‌هاي سيستم و در آخر كنترل دوستانه محيطي با تجهيزات قديمي را داشته باشند.
تمام درخواست‌هاي كابل تقريباض مي‌تواند به عنوان تركيب هوشمند وسايل مانيتوري، مبدل وسايل اشتراك بار، خدمات و يا حتي كنار گذاري وسايل نيز باشد.
نهنگ‌هاي اقيانوس اطلس نيز مي‌توانند آرايش ببينند. و در اينجا نوع جديدي از ضمانت‌نامه‌هاي در دسترس مي‌تواند چندين ترديد تجاري را رفع كند.
در رفع محدوديت بازار الكتريكي امروزه قوانيني كه مورد استفاده قرار گرفته‌اندتا حكومت كنند بر امور توليد انتقال و توزيع و همچنين بر خدمات عمومي و تأمين كننده، تغيير كرده است. بدين‌گونه است كه ناگهان يك فروشنده با تغيير اين قوانين به يك نقطه روشن تبديل مي‌شود. بنابراين بازار مجبور است بيشتر به عقايد عمومي گوش بدهد. و يك احتمال قوي نيز وجود دارد كه فرياد براي ديد و بنياد كمتر است.
همه فعالان در اين بازار جديد مجبورند هزينه‌هايشان را كاهش بدهند. و در اين زمان براي ترانسفورماتورها و سيستم‌هاي توزيعي تعهد قابليت اطمينان بالا مي‌دهند. يك طرح خوب وجود دارد كه كابل‌هاي ارتباطي ساخته خواهند شد و مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند. بطور كامل در سفارش است كه ماكزيمم تكنيك و سود اقتصادي را از شبكه‌هاي الكتريكي بدست‌آورند.