Tiêu đề cáp ngầm.doc ✅

CHUYÊN ĐỀ VỀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ CÔNG TY TNHH MTV ĐIỆN LỰC ĐỒNG NAI Trang 1 CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Quá trình phát triển của Cáp Điện lực Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp trên thế giới được thể hiện trong Hình 1-1. Các chủ đề chính hiện nay đối với cáp ngầm là việc nghiên cứu các biện pháp tăng khả năng tải, ví dụ cải thiện giấy cách điện hoặc dầu để giảm thiểu tổn hao điện môi và dòng điện nạp, phát triển loại cách điện mới hoặc hệ thống làm mát cưỡng bức hiệu quả, loại cáp siêu cao áp trên 500 kV... Kết quả của các nghiên cứu và phát triển được tiến hành liên tục trên đường dây một chiều đã được đưa vào sử dụng với chiều dài và công suất truyền tải lớn. Đồng thời một số loại cáp mới cũng đang được sử dụng, ví dụ như cáp ngầm cách điện bằng khí, có các miếng đệm bằng nhựa epoxi đỡ lõi dẫn, cách điện bằng khí áp suất cao (ví dụ SF6) và loại cáp tự làm mát, sử dụng khí cách điện hoá lỏng,…cũng đang được nghiên cứu, phát triển. Ngoài ra, loại cáp siêu dẫn (có điện trở bằng không tại nhiệt độ cực thấp) cũng đang được nghiên cứu, phát triển như là một giải pháp tối ưu. 1.2 Đặc tính ưu việt của đường dây truyền tải điện ngầm Cáp ngầm được sử dụng vì một số lý do sau: (1) Giữ gìn cảnh quan của thành phố. (2) Cung cấp điện cho khu vực có nhu cầu mật độ cao. (3) Trong trường hợp không thể xây dựng đường dây trên không do các quy định về an toàn chặt chẽ thì việc xây dựng đường dây truyền tải điện ngầm là phương án tối ưu. Tuy nhiên, do chi phí xây dựng tuyến cáp ngầm cao và việc sửa chữa khi sự cố cũng phức tạp hơn so với đường dây trên không, nên hệ thống này chỉ được sử dụng chủ yếu ở các thành phố lớn và các vùng lân cận. Mặc dù vậy, hiện nay hệ thống cáp ngầm có xu hướng được sử dụng không chỉ ở các thành phố mà cả vùng ngoại ô, do khó khăn trong công tác đền bù và ảnh hưởng đến môi trường của các đường dây trên không. 1.3 Phân loại và cấu trúc của cáp 1.3.1 Các loại cáp đã sử dụng : Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều loại cáp và cũng có rất nhiều cách phân loại chúng. Việc phân loại cáp theo cấu trúc, sử dụng cho cấp điện áp từ 10kV trở lên được thể hiện trong Bảng 1-1.
CHUYÊN ĐỀ VỀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ CÔNG TY TNHH MTV ĐIỆN LỰC ĐỒNG NAI Trang 2 Hình 1.1 Quá trình phát triển của cáp điện lực theo điện áp trên thế giới Sơ đồ 1.1 Các loại cáp 1.3.2. Cáp XLPE Cáp XLPE sử dụng cách điện bằng polyethylene liên kết chéo và thường không có lớp vỏ kim loại. Cấu trúc cáp được minh hoạ như hình 1.1. Cáp XLPE có các đặc tính rất ưu việt như: cách điện tốt, tổn hao điện môi thấp, tính mềm dẻo về cơ học và trọng lượng nhẹ. Do loại cáp này không chứa dầu, nên nó có thể sử dụng ở mọi dạng địa hình, kể cả địa hình có độ chênh cao lớn và những nơi có chấn động mạnh. 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 100 200 300 400 500 kV C¸ch ®iÖn C¸p c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu/dÇu Nhùa C¸p tÈm dÇu SL type Cao su C¸p lo¹i èng Lo¹icóđai Lo¹i H C¸p dïng cao su tù nhiªn Cáp dùng cao su Butyl Cáp dùng cao su EP Cáp nhùa CV Cáp nhùa XLPE C¸p lo¹i èng dïng dÇu C¸p lo¹i èng dïng khÝ Lo¹i SL C¸p dÇu §­êng c¸p c¸ch ®iÖn khÝ C¸p nhùa/cao su Khí
CHUYÊN ĐỀ VỀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ CÔNG TY TNHH MTV ĐIỆN LỰC ĐỒNG NAI Trang 3 CHƯƠNG 2. CẤU TẠO CỦA CÁP NGẦM Chương này trình bày cấu tạo của cáp ngầm hiện đang sử dụng tại Công ty TNHH MTV Điện lực Đồng Nai, cáp trung thế thường được chế tạo bằng chất cách điện XLPE hoặc EPR. Cáp cách điện có thể là 1 pha hoặc 3 pha có cấu tạo cơ bản như sau: Hình 1.1: Cấu tạo cáp ngầm trung thế 3 pha cách điện XLPE 1. Lõi cáp (dây dẫn Conductor): được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm. 2. Lớp bán dẫn (Semi conducting screen): là giải băng bằng chất bán dẫn hoặc lớp bán dẫn định hình bằng cách đùn hay là sự kết hợp của cả hai loại trên. Lớp bán dẫn này phải ôm sát trực tiếp lên lõi cáp. 3. Lớp cách điện XLPE (XLPE insulation): lớp cách điện XLPE chịu đựng được tác động của tia cực tím và chống được tất cả các tác nhân môi trường 4. Lớp bán dẫn cách điện (insu. semi conducting screen): là giải băng bằng chất bán dẫn hoặc lớp bán dẫn định hình bằng cách đùn hay là sự kết hợp của cả hai loại trên. Lớp bán dẫn này phải ôm sát trực tiếp lên lõi cáp. 5. Màng kim loại phi từ tính (Metallic screen): màng kim loại phi từ tính phải ôm sát trên từng lõi riêng biệt. 6. Lớp bọc (Bedding): lớp bọc bên trong có thể tạo thành bằng phương pháp đùn hoặc quấn ghép chồng. Lớp bọc phải làm bằng vật liệu thích hợp và phải phù hợp với nhiệt độ làm việc của cáp và tương đương với lớp cách điện XLPE. 7. Lớp bảo vệ chống va đập cơ học bằng kim loại phi từ tính (Metallic wire Armour): lớp vỏ bảo vệ chống va đập cơ học phải làm bằng vật liệu phi từ tính như: dây điện tròn hoặc dẹp làm bằng đồng hoặc đồng mạ thiếc, nhôm hay hợp kim nhôm hoặc băng quấn bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm, thép không rỉ. 8. Vỏ bảo vệ bên ngoài (Outer sheath): vỏ bọc bên ngoài phải là nhựa dẻo (PVC, polyetylen hoặc vật liệu tương tự) hoặc hợp chất đàn hồi đã lưu hoá (polycloropren, clorosulphonat polyetylen hoặc vật liệu tương tự). Vật liệu làm vỏ phải thích hợp với nhiệt độ làm việc của cáp và phải tương đương với lớp cách điện XLPE. Các thông số kỹ thuật cơ bản cúa cáp cách điện XLPE:
CHUYÊN ĐỀ VỀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ CÔNG TY TNHH MTV ĐIỆN LỰC ĐỒNG NAI Trang 4 Yêu cầu kỹ thuật Đơn vị 24kV 35kV Tiêu chuẩn chế tạo IEC60502-2 Điện áp định mức (Um) kV 12/20(24) 18/30(36) Điện áp chịu xung sét định mức (sóng 1,2/50s) kVpeak 125 170 Điện áp chịu tần số nguồn (1phút, 50Hz) kVrms 30 45 Chiều dày cách điện XLPE mm 5,5 8,0 Nhiệt độ làm việc tối đa cho phép: + Khi vận hành bình thường tại dòng định mức. + Trong tình trạng ngắn mạch nhiều pha. o C 90 250 90 250 2.1 Vật liệu cáp 2.1.1 Vật liệu lõi dẫn (Conductor) Trước đây, thường sử dụng dây dẫn đồng cho đường dây trên không. Tuy nhiên, do đồng có chi phí cao nên các nhà sản xuất cố gắng tìm kiếm các vật liệu khác, để thay thế cho đồng. Do dây dẫn của đường dây trên không là dây trần và phải có đặc tính tản nhiệt tốt, nên nhôm được coi là một giải pháp thay thế cho đồng, vì nhôm có giá rẻ hơn, mặc dù có tính dẫn điện thấp hơn đồng. Tuy nhiên, nếu sử dụng nhôm nguyên chất, không thể có độ bền cơ học tương đương. Do đó, dây nhôm lõi thép xoắn hoặc dây nhôm có thép tăng cường (ACSR) được đưa vào sử dụng, với cấu tạo dây nhôm bện được quấn xung quanh lõi thép bện. Trong đó, loại dây ACSR đã và đang được sử dụng rộng rãi. Trong trường hợp cáp chôn ngầm, nếu sử dụng lõi nhôm, có tính dẫn điện kém, sẽ phải dùng cáp tiết diện lớn và không có tính tản nhiệt tốt. Điều này cũng sẽ làm tăng chi phí lắp đặt đường cáp. Do đó, ngày nay thường sử dụng đồng, có tính dẫn điện tốt, làm lõi dẫn cho cáp ngầm. Sơ đồ dưới đây giới thiệu các loại mặt cắt ngang của các lõi dẫn đã được sử dụng cho đến nay. Xu hướng sử dụng lõi dẫn tiết diện ngày càng lớn thể hiện việc sử dụng cấp điện áp ngày càng cao cho đường dây truyền tải trong những năm gần đây. Tròn Dây dẫn đặc Kết khối Tròn Dây dẫn bện Kết khối Tròn